UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”
FACULTA FACUL TAD D DE CIENCIAS DEL AMBIENTE ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL ÁREA: BIOQUÍMICA TEMA: EL TEMA: EL pH Y AMORTIGUADORES
DOCENTE: MANDUJANO AYLAS Ir! DOCENTE:
INTEGRANTES: ANAYA BENITES Br"!# ANAYA B r"!# GONZALES HUAMAN L"$"!#! JIMENEZ GARCIA Y%#"&%r SARZOSA CANO N'%("! )*REZ RAMÍREZ J+'#!,!#
Huaraz-2013
I-
INTRODUCCI.N
La molécula de agua tiene capacidad limitada para disociarse en in hidrogeno (H+), llamado también protón, y el ion hidroxilo [OH -! H"O (#) $gua
H+ + OHprotón + ion hidroxilo
%n protón en solución acuosa se combina inmediatamente con una molécula de agua para &ormar el ion hidronio o hidrogenión [H 'O+! H+ + H"O (#)
H'O+
in embargo por conención se utili*a la representación del protón en lugar de hidrogenión en las reacciones de ioni*ación del agua! Las concentraciones de protones y de iones de hidroxilo en agua pura son de -. para cada uno de ellos, como muestra la siguiente expresión/ [H+0 [OH-0- .! Las concentraciones de ambos iones exponen una relación reciproca, cuando (H+) aumenta, (OH-) disminuye, y iceersa! 1l producto de las concentraciones es una constante conocida como producto iónico del agua (23), cuyo alor es de x-4. 230 [H+ x [OH -0 5-4. 1n 66, en 7u8mico $!#/0 0'r%#0%#, de&inió el potencial de hidrogeno pH como el logaritmo negatio de la actiidad de los iones hidrogeno, pH0-log [H + y en 6"' 9!bronsted y :!lo3ry propusieron independientemente, los conceptos de acido como la capacidad de una sustancia de ceder protones en una soluciona acuosa, y base como la sustancia con capacidad de recibir protones en una solución acuosa! Los ;cidos o bases 7ue se disocian por completo en una solución acuosa se consideran como ;cidos o bases &uertes y los otros se denominan débiles!$lgunos ;cidos o bases débiles tienen importancia biológica, ya 7ue eitan cambios
bruscos de pH cuando se les agrega pe7ue
ara lograr mantener sin cambios el pH sangu8neo se necesitan no solo de sustancias capaces de amortiguar los cambios bruscos de pH, 7ue ocurrir8a en ausencia de estos sino 7ue adem;s se re7uiere un mecanismo de regulaciones donde interiene el sistema nerioso(centro respiratorio), el aparto respiratorio y el aparato genitourinario! Los amortiguadores de pH se encuentran &ormados por un acido débil y su sal! Los principales amortiguadores de pH en la sangre lo constituyen/ el par bicarbonato? acido carbónico@ el &os&ato monob;sico? &os&ato bib;sico y la hemoglobina? hemoglobina protonada! La manera en 7ue los amortiguadores eitan cambios bruscos de pH, ante la presencia de ;cidos producidos durante el catabolismo consiste en 7ue la base del acido débil (bicarbonato) acepta los protones liberados con un acido relatiamente &uerte, por eAemplo, el acido l;ctico (p2 de '!B)! 1l acido carbónico &ormado durante esa trans&erencia de protones es aproximadamente " eces mas débil 7ue el acido l;ctico, lo cual signi&ica 7ue si comparamos el mismo olumen de acido l;ctico con el acido carbónico a la misma concentración, la solución del acido l;ctico aumentara " eces mas la concentración de protones 7ue el acido carbónico!
>ara mantener el pH por encima de C!B es necesario una solución de amortiguador 7ue mantenga el pH !4 esto se logra de acuerdo a la ecuación de Henderson hasselbalch, cuando la relación bicarbonato/ acido carbónico es "/, 7ue es precisamente la relación 7ue se encuentra en la sangre! Los alores normales de bicarnato son de "4m .?L contra !"m .?L de acido carbónico! >or otra parte un cambio en la relación bicarbonato? acido carbónico a&ectara el pH de acuerdo a la ecuación en mención 7ue dice/ pH0p2 + log (bicarbonato? acido carbónico)! Don esta ecuación podemos calcular la relación sal?acido conociendo pH iceersa! 1l p2 es constante para cada acido débil (C! para el acido carbónico) y es el pH 7ue resulta de un acido débil disociado al =E, es decir el pH es igual al p2 cuando la relación sal ?acido es /!
II- OBJETIVOS !- medir el pH di&erentes sustancias y la [H + "!- poner en mani&iesto la existencia de amortiguadores en la sangre y la orina! '!- comparar la capacidad amortiguadora de l87uidos biológicos contra los no biológicos!
III- MARCO TE.RICO LAS SOLUCIONES AMORTIGUADORAS!- conocidas como muelles bu&&er o tampón, son disoluciones 7ue est;n compuestas por el ion comFn de un ;cido débil o una base débil! G el mismo ion comFn en una sal conAugada, ambos componentes debe de estar presentes! :ambién se dice 7ue una solución es amortiguadora, reguladora o tampón si la [H+, es decir el pH de una solución no se e a&ectada signi&icatiamente por la adición de pe7ue
MANEJO DE )OTENCI.METRO-1 %n potenciómetro es un resistor cuyo alor de resistencia es ariable! e esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente 7ue &luye por un circuito si se conecta en paralelo, o la di&erencia de potencial al conectarlo en serie! Iormalmente, los potenciómetros se utili*an en circuitos de poca corriente! >ara circuitos de corrientes mayores, se utili*an los reóstatos, 7ue pueden disipar m;s potencia!
#J! MATERIALES2 EQUI)O2 SOLUCIONES Y REACTIVOS-
N'3r% % "!4%# 5 )r'3%,!
FUNCION permite
medir
olFmenes y sire para
contener
l87uidos
6 7!0' pr%8"p",!$'
e
utili*a
muy
comFnmente en el laboratorio,
sobre
todo, para preparar o
calentar
sustancias
y
traspasar l87uidos!
9 p"p%,!
se utili*a para medir el olumen exacto de un l87uido
4r!$"((!
ire para apoyar los tubos de ensayo!
; p"08%,!
e utili*a para contener algFn
solente
< ,=3' $% %#0!>'
se utili*a en los laboratorios para contener pe7ue
Keactio e imagen
&ormula
! Hidróxido de sodio (IaOH) !
! 1l hidróxido de sodio o hidróxido sódico, también conocido como soda c;ustica o sosa c;ustica, es un hidróxido c;ustico usado en la industria en la &abricación de papel, teAidos, y detergentes! F?r=(!: IaOH D%#0"$!$: ",' g?cm M!0! '(!r: '6,66 g?mol )=#,' $% &=0"?#: 'B MD S'(=3(% %#: $gua, .etanol, 1tano l
"! Ncido clorh8drico (HDl)
1l ;cido clorh8drico, ;cido muri;tico, esp8ritu de sal, ;cido marino, ;cido de sal o toda8a ocasionalmente llamado, ;cido hidroclórico, agua &uerte o sal&um;n, es una disolución acuosa del gas cloruro de hidrógeno! 1s muy corrosio y ;cido!
!
"!
F?r=(!: HDl M!0! '(!r : 'C,4C64 g?mol C(!0"&"8!8"?#: Ncido inorg;nico
'! icarbonato de sodio
!
1l bicarbonato de
(IaHDO')
sodio es un compuesto sólido cristalino de color blanco muy soluble en agua, con un ligero sabor alcalino parecido al del carbonato de sodio, de &órmula IaHDO'! F?r=(!: IaHDO' M!0! '(!r: B4, g?mol D%#0"$!$: "," g?cm )=#,' $% %3=(("8"?#: B= MD S'(=3(% %#: $gua
V- )ROCEDIMIENTO E@)ERIMENTAL 5- M%$"8"?# $%( pH Las tiras reactias de pH, reaccionan por contener di&erentes indicadores, los cuales cambian de color de acuerdo al pH en 7ue se encuentran! 1stas mediciones se consideran semicuantitatias, debido a 7ue no indican el alor exacto del pH, la coloración 7ue presenta la tira se compara con la gama de colores de re&erencia 7ue trae consigo el recipiente de las tiras!
)r'8%$""%#,' ! umergir las tiras reactias en el li7uido problema y mantener por " segundos "! Ketirar la tira 7uitar el exceso de l87uido! '! Domparar los cambios de color obtenidos con la gama de colores existentes en el contenedor! 4! Kegistrar los alores de pH obtenidos de las di&erentes soluciones! =! Dalcular la concentración molar(H+)en cada una de las muestras obtenidas
OL%D#OI alia Orina udor Leche Ke&resco oscuro Ke&resco claro 9ugo de man*ana Gogurt :ierra de Aard8n Kesiduo de construcción Jinagre blanco
>h obtenido C = C = ' ' 4 4 C !=
H+ -C. -=. -C. -=. -'. -'. -4. -4. -C. '!C"5-B.
O1KJ$D#OI -
"
-".
-
! #:1.$ $.OK:#P%$OK1 !! >reparar una serie de tubos numerados de acuerdo con el siguiete cuadro! !"! .edir el pH de cada solución! :ubos ! "! '! 4! =! C!
.uestra (4!=ml) orina orina IaHDO' !I IaHDO' !I $gua destilada $gua destilada
pH inicial C!' C!' B!"B
IaOH !I !=ml !=ml
HDl !I !=ml -
pH &inal C!C4 !C B!C
B!"B
-
!=ml
B!=
C!
!=ml
-
!=
C!
-
!=ml
"!6"
.$I19O 1L >O:1ID#O.1:KO 1ste aparato mide el pH y &unciona por medio de electrodos, el electrodo es un dispositio 7ue contiene una solución amortiguadora, la cual al ponerse en contacto con la solución problema mide la concentración de los hidrogeniones! 1l uso del potenciómetro depende del modelo@ pero en general es necesario tener los siguientes cuidados/ ! $ntes de medir el pH se mesclo la solución por anali*ar empleando el agitador magnético! (es recomendable el uso de arillas de idrio como agitadores)! "! Los electrodos se enAuagó con agua destilada antes y después de utili*arlos y no se deben tocar con la mano! '! $ntes de utili*ar el potenciómetro se calibro con una solución de re&erencia pH 4, pH y pH ! 4! Los electrodos deben mantenerse en agua destilada cuando no estén en uso y eitar 7ue se se7uen! i esto ocurre, deber; sumergirse en agua y calibrarse arias eces antes de proceder a las mediciones!
VI- DISCUSI.N
1n la muestra de IaHDO ' inicial con pH B!"C, al agregar HDl se obtuo B!= se deduce 7ue IaHDO ' tiene capacidad amortiguadora (discusión de resultados)!
1l pH obtenido tuo 7ue ser menor al pH inicial puesto 7ue se trataba de un ;cido! e deduce 7ue esto puede ser debido a 7ue/
1l electrodo del potenciómetro no &ue correctamente laado! Los materiales utili*ados no estuieron laados correctamente! 1l reactio tuo impure*as, 7ue alteraron su composición .
VII- CONCLUSIONES
$prendimos a medir el pH con el papel indicador y el potenciómetro, siendo este Fltimo m;s preciso! $l tener el pH se pudo calcular la concentración de iones hidrogeno con la siguiente &ormula!
pH= -log[H+]
Domprobamos 7ue la orina tiene capacidad amortiguadora! 1n pruebas de laboratorio no siempre e obtienen los resultados deseados esto se debe a &allas técnicas y manuales!
VIII- CUESTIONARIO ! #nestigue el compuesto 7ue contribuye al pH de las soluciones anali*adas! OL%D#OI
DO.>%1:O Q%1 DOI:K#%G1 $L pH icarbonato y &os&ato/
alia Orina udor Leche Ke&resco oscuro! Ke&resco claro! 9ugo de man*ana! yogurt
R%ID#OI Ieutrali*a el pH de los alimentos ;cidos y de la corrosión bacteriana!
$cido l;ctico y pirFico! $cido l;ctico! Ncido &os&órico! Ncido &os&órico! Ncido c8trico! treptococcus y el lactobacillus, también in&luye el ;cido l;ctico
Jinagre blanco!
"! $grupe las muestras anali*adas de acuerdo al grupo de sustancias acidas y b;sica, empleando colores a&ines, gra&icando en papel milimetrado! '! e acuerdo con los resultados obtenidos en los sistemas amortiguadores, expli7ue en 7ue consiste el sistema amortiguador presente en cada una de las muestras!
1n la muestra orina, al agregar IaOH y HDl, comprobamos 7ue el pH presento una m8nima ariación por lo 7ue se deduce 7ue la orina es una sustancia amortiguadora! 1n la muestra de IaHDO ' inicial con pH B!"C, al agregar IaOH se obtuo B!C! en la cual obseramos un ligero aumento por lo 7ue se deduce 7ue el IaHDO ' tiene capacidad amortiguadora! 1n la muestra de IaHDO ' inicial con pH B!"C, al agregar HDl se obtuo B!= se deduce 7ue IaHDO ' tiene capacidad amortiguadora (discusión de resultados)! 1n la muestra de agua destilada con pH C!, al agregar IaOH se obtuo un >h !=, en la cual obseramos un cambio brusco de pH, por lo 7ue se deduce 7ue el agua destilada no tiene capacidad amortiguadora!
1n la muestra de agua destilada con pH C!, al agregar HDl se obtuo un >h"!6", en la cual obseramos un cambio brusco de pH, por lo 7ue se deduce 7ue el agua destilada no tiene capacidad amortiguadora!
4! SQué es el bu&&eringT u&&er es una o arias sustancias 7u8micas 7ue a&ectan la concentración de los iones de hidrógeno (o hidrogeniones) en el agua! iendo 7ue pH no signi&ica otra cosa 7ue potencial de hidrogeniones (o peso de hidrógeno), un Ubu&&erU (o UamortiguadorU) lo 7ue hace es regular el pH! Duando un Ubu&&erU es adicionado al agua, el primer cambio 7ue se produce es 7ue el pH del agua se uele constante! e esta manera, ;cidos o bases (;lcalis 0 bases) adicionales no podr;n tener e&ecto alguno sobre el agua, ya 7ue esta siempre se estabili*ar; de inmediato! =! SQué es el punto isoeléctricoT 1l punto isoeléctrico es el pH al 7ue una sustancia an&ótera tiene carga neta cero! 1l concepto es particularmente interesante en los amino;cidos y también en las prote8nas! $ este alor de pH la solubilidad de la sustancia es casi nula! >ara calcularlo se deben utili*ar los p2a!
I@- ANE@OS
