Semana 13 AMORTIGUADORES, BUFFER, REGULADORAS ó TAMPÓN Concepto y componentes Buffer sanguíneos (carbonatos, fosfatos y proteínas) Cálculo de pH de buffer ácidos y básicos (agregando, ácidos y bases) Formula de Henderson Hasselbach Acidosis y alcalosis (respiratoria y metabólica) Concepto y clasificación Importancia médica de la acidosis y alcalosis LABORATORIO 13: Soluciones Buffer

Definición Los Buffer son soluciones que pueden mantener su pH casi sin variar cuando se les agregan pequeñas cantidades de ácidos ó bases. Los buffer pueden ser ácidos y básicos. Buffer ácido: Se preparan con un ácido débil y su sal (ó base conjugada). Buffer básico: Se prepara con una base débil y su sal (ó ácido conjugado).

Ejemplos de Buffer Buffer ácidos: De Acetatos: CH3COOH / CH3COO-Na+ De Carbonatos: H2CO3 / HCO3- De Fosfatos: H2PO4- / HPO4 -2 (el ácido débil tiene un H más que su sal) Buffer Básicos: De Amoníaco (NH3): NH4OH / NH4+Cl- (la base débil tiene un H menos que su sal)

Importancia en los seres vivos pH fisiológico normal: 7.35 – 7.45 En el cuerpo humano hay varios sistemas buffer que mantienen el pH en el rango óptimo 7.35 – 7.45 para que las enzimas catalicen las reacciones en los procesos metabólicos. Si el pH sube ó baja de estos rangos, puede causar la muerte. Si baja a menos de 7.35 se produce ACIDOSIS Si sube a más de 7.45 se produce ALCALOSIS

Sistemas buffer sanguíneos 1. Buffer de Carbonatos, es el más importante en la sangre y en los fluídos extracelulares: H2CO3 / HCO3- 2. Buffer de Fosfatos, es el más importante intracelular: H2PO4- / HPO4 -2 3. Proteínas.

Cálculo del pH de un Buffer SOLUCIÓN DE BUFFER ÁCIDO SOLUCION DE BUFFER BÁSICO [OH - ]= Kb [base] [ion o sal] [H+] = Ka [ácido] [ion o sal]

[H+] = Ka [ácido] [ion o sal] ácido acético Kb = 1.8 x 10 -5 amoníaco Kb = 1.8 x 10-5 [H+] = Ka [ácido] [ion o sal] [OH - ]= Kb [base] [ion o sal]

Otra forma de calcularlo, con la Ecuación de Henderson - Hasselbach pH = pKa + log [ión] [ácido] pKa = - log Ka pH = 14 - ( pKb + log [ión] ) [base] pKb = - log Kb

Ejercicios ¿Cuál es el pH de un buffer preparado con ácido acético (CH3COOH) 0.4 M y acetato de sodio (CH3COONa) 0.35M? Ka= 1.8x10-5 ¿Cuál es el pH de un buffer de amoníaco (NH3) 0.6 M y cloruro de amonio (NH4Cl) 0. 55M? Kb= 1.8x10-5

Como varía el pH de un Buffer ácido SI SE LE AGREGA: ACIDO BASE [H+] = Ka [ácido] + [ H+] [ion] – [ H+] [H+] = Ka [acido] - [OH-] [ion] + [OH-]

Como varía el pH de un Buffer básico SI SE LE AGREGA: ACIDO BASE [OH-] = Kb [base] - [ H+] [ion] + [ H+] [OH-] = Kb [base] + [OH-] [ion] – [OH-]

Otra forma de resolverlo, con la Ecuación de Henderson - Hasselbach BUFFER ACIDO Y SE LE AGREGA ACIDO BUFFER ACIDO Y SE LE AGREGA BASE pH = pKa + log [ion] – [H+] [ácido] + [H+] pH = pKa + log [ion] + [OH-] [ácido] - [OH-]

Otra forma de resolverlo con la Ecuación de Henderson - Hasselbach BUFFER BASICO Y SE LE AGREGA ACIDO BUFFER BASICO Y SE LE AGREGA BASE pH =14- (pKb + log [ion] + [H+] [base] - [H+] pH = 14-(pKb + log [ion] - [OH-] [base] + [OH-]

Ejercicios 1. Calcule el pH de una solución buffer que tiene una concentración de: HCOOH 0.5 M y 0.8 M de HCOO- , y una Ka= 1.8 x10 - 4. a) ¿Cuál es el pH de la solución anterior si se añade una solución de NaOH 0.06 M? b) ¿Cuál será el pH del buffer anterior luego de agregar una solución 0.04 M de HCl?

2. ¿Cuál es el pH de un buffer de amoniaco (NH3) 0 2. ¿Cuál es el pH de un buffer de amoniaco (NH3) 0.2 M y cloruro de amonio (NH4Cl) 0.18 M si la Kb=1.8x10 -5 a) ¿Cuál es el nuevo pH del buffer anterior después de agregar HCl 0.01M? b) ¿Cuál es el pH del buffer si se agrega NaOH 0.02 M?

Acidosis Respiratoria: Acidosis: exceso de ácido (H+) en los líquidos del cuerpo, puede ser respiratoria ó metabólica. Acidosis Respiratoria: Aumento de concentración de ión hidrógeno (H+) debido a la retención de CO2 por una hipo ventilación (CO2 pH) Acidosis Metabólica: Acumulación de H+ del metabolismo e incapacidad para su eliminación, ó pérdida de bases (H+  pH)

Alcalosis Respiratoria: Alcalosis Metabólica: Alcalosis: exceso de base (álcali) OH- en los líquidos del cuerpo. Puede ser respiratoria ó metabólica. Alcalosis Respiratoria: Ocasionado por niveles bajos de CO2 debido a hiperventilación (CO2  pH ) Alcalosis Metabólica: Exceso de bicarbonato HCO3- en la sangre y disminución del ión hidrógeno (H+ pH ) (leer en el libro de texto: La química en la salud pág. 400,401 Disoluciones amortiguadoras en la sangre)

ACIDOSIS RESPIRATORIA CO2 ↑ pH ↓ METABOLICA H+ ↑ pH ↓ ALCALOSIS CO2 ↓ pH ↑ H+ ↓ pH ↑