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

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1 20 elementos forman las moléculas biológicas. Oxígeno  en H 2 O Vida está basada en el carbono Vida en la tierra

2 Composición química de E. coli. Page 5

3 Temario Propiedades del agua Acidos débiles, pH, pKa Buffer

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

5 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

6 1.- Puentes de hidrógeno entre moléculas de agua

7 2.- Solvatación de iones por el agua

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

9 La importancia del pH

10 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 +

11 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 -.

12 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

13 Acidos fuertes o débiles

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

15 SubstanceFormulaKaKa Acetic AcidHC 2 H 3 O 2 1.7 x 10 -5 Benzoic AcidHC 7 H 5 O 2 6.3 x 10 -5 Boric AcidH 3 BO 3 5.9 x 10 -10 Carbonic AcidH 2 CO 3 4.3 x 10 -7 HCO 3 - 4.8 x 10 -11 Cyanic AcidHCNO3.5 x 10 -4 Formic AcidHCNO 2 1.7 x 10 -4 Hydrocyanic AcidHCN4.9 x 10 -10 Hydrofluric AcidHF6.8 x 10-4 Hydrogen Sulfate ionHSO 4 - 1.1 x 10 -2 Hydrogen SulfideH2SH2S8.9 x 10 -8 HS - 1.2 x 10 -13 Hypochlorous acidHClO3.5 x 10 -8 Nitrous AcidHNO 2 4.5 x 10 -4 Oxalic AcidH2C2O4H2C2O4 5.6 x 10 -2 HC 2 O 4 - 5.1 x 10 -5 Phosphoric AcidH 3 PO 4 6.9 x 10 -3 H 2 PO 4 - 6.2 x 10 -8 HPO 4 -2 4.8 x 10 -13 Phosphorous AcidH 2 PHO 3 1.6 x 10 -2 HPHO 3 - 7 x 10 -7 Propionic AcidHC 3 H 5 O 2 1.3 x 10 -5 Pyruvic AcidHC 3 H 3 O 3 1.4 x 10 -4 Sulfurous AcidH 2 SO 3 1.3 x 10 -2 HSO 3 - 6.3 x 10 -8

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17 El agua como anfótero

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

19 A 25 ºC K w = [H 3 O + ]. [OH - ] = 10 -14 - 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)

20 Curva titulación ácidos débiles

21 Curva de titulación de ácidos polipróticos

22 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

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24 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

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

27 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

28 Acidosis y Alcalosis

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

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