Quimica Informe PH

“Año de la Diversificación Productiva y Fortalecimiento de la Educación” Educación”

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ESCUELA PRFES!"AL# !n$% !ndustrial% DCE"&E#

!n$% Ara'a Davalos (i$uel )um*erto% !"+ES&!,AC!-"# Soluciones amorti$uadoras (A&ER!A# .u/mica !! !"&E,RA"&ES# C0ave1 Camac0o Lea Ale2andra% (armanillo Es'ino1a An$el 3osue livera Alarcon ,iusse''e En1o Pauccar Carrillo 30eferson Alain Sierra Allende Evelin

INDICE

Tema Caratula Índice Presentación Introducción Soluciones amortiguadoras Importancia Preparación De!inición de p" Ni$eles de p" en el cuerpo "umano Sistema tampón en el organismo )sos )sos cotidianos *i+liogra!,a

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P-ESENT.CI/N

Pagina 1 2 3 4 5   # #%& &%'%1(%11 12%13 13 14

En este tra+a0o presentamos la in!ormación de las soluciones amortiguadoras ue recolectamos con el cuidado reuerido esperando ue sea de su agrado

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INT-/D)CCI/N Segn la )ni$ersidad de pa,s $asco un tampón +u!!er solución amortiguadora o solución reguladora es la mecla en concentraciones relati$amente ele$adas de un 6cido d7+il 8 su +ase con0ugada es decir sales "idrol,ticamente acti$as Tienen la propiedad de mantener esta+le el p9 de una disolución !rente a la adición de cantidades relati$amente

peue:as de 6cidos o +ases !uertes Este "ec"o es de $ital importancia 8a ue meramente con un le$e cam+io en la concentración de "idrogeniones en la c7lula se puede producir un paro en la acti$idad de las enimas Se puede entender esta propiedad como consecuencia del e!ecto ion comn 8 las di!erentes constantes de acide o +asicidad; una peue:a cantidad de 6cido o +ase desplaa le$emente el euili+rio 6cido%+ase d7+il lo cual tiene una consecuencia menor so+re el p9

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S/<)CI=N .>/-TI?).D/-ES )na solución +u!!er o tampón o amortiguadora es una mecla de un 6cido d7+il 8 una +ase d7+il la cual se puede o+tener meclando un 6cido d7+il con una

de sus sales correspondientes @tampón 6cidoA puesto ue el anión del 6cido es una +ase d7+il Tam+i7n se puede preparar la solución amortiguadora meclando una +ase d7+il con una de sus sales correspondientes @tampón +6sicoA El 6cido d7+il reacciona con una cantidad de /9% agregado mientras ue el papel de la +ase d7+il es consumir el 9B ue pueda "a+erse introducido Esto impide ue se pertur+e en ma8or grado el euili+rio; 92/ 9B B /9% del cual dependa el P9 ma8or de la solución El e!ecto amortiguador de estas soluciones se presenta cuando se les agrega peue:as cantidades de 6cidos !uertes o +ases !uertes El responsa+le de este e!ecto es una o m6s reacciones ue ocurren dentro del sistema 8 en las cuales se consume casi totalmente el 6cido o +ase agregados Esta reacción puede determinarse !6cilmente so+re la +ase del euili+rio ue predomina en el sistema aplicando el teorema de C"atelier 8 teniendo en cuenta ue siempre ue un 6cido esta en presencia de dos +ases reacciona con auella ue produca la sustancia m6s esta+le o ue posee la menor constante de disociación 8 lo mismo puede decirse si se trata de una +ase en presencia de dos 6cidos El 6cido 6cido ac7tico reacciona al a:adirse una +ase mientras ue su +ase con0ugada ión acetato reacciona al a:adirse un acido
Indica los estudios del Instituto de Fu,mica )N.>

I>P/-T.NCI.


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P-EP.-.CI=N

Se puede preparar disol$iendo en agua cantidades adecuadas de un 6cido d7+il 8 una sal de su +ase con0ugada o una +ase d7+il 8 una sal de su 6cido con0ugado tam+i7n se puede o+tener una solución reguladora "aciendo reaccionar parcialmente por neutraliación un 6cido d7+il con una +ase !uerte o una +ase d7+il con un 6cido !uerte )na $e !ormada la solución reguladora el p9 $ar,a poco por el agregado de peue:as cantidades de un 6cido !uerte ó de una +ase !uerte 8 pierde su capacidad reguladora por el agregado de agua dilución

DEHINICI/N DE P9 El P" segn la aria >artin es la concentración de iones "idrógeno en una disolución Se trata de una medida de la acide de la disolución El p9 de una disolución puede medirse mediante una $aloración ue consiste en la neutraliación del 6cido o +ase con una cantidad determinada de +ase o 6cido de concentración conocida en presencia de un indicador un compuesto cu8o color $ar,a con el p9 Tam+i7n se puede determinar midiendo el potencial el7ctrico ue se origina en ciertos electrodos especiales sumergidos en la disolución

NIE.N/ 7

>uc"as +iomol7culas no actan a un determinado $alor de p9 8 solo toleran !luctuaciones m,nimas en el p9 Dado el +a0o grado de ioniación del agua 92/ cuando a:adimos en 7sta una peue:a cantidad de 6cido o de +ase el p9 $ar,a en muc"a cantidad llegando a ni$eles de p9 en los cuales las +iomol7culas no podr,an cumplir sus !unciones Por esta raón l os l,uidos !isiológicos contienen tampones ue a di!erencia del agua mantienen el p9 constante


Sangre arterial; p9J #4

•

Sangre $enosa; p9J #35

•

<,uido intersticial; p9J #35

•

<,uido intracelular; p9J  % #4

•

/rina; p9J 45 % &

•

9Cl g6strico; p9J (&


Estas alteraciones pueden rendir su e!ecto en la primera la segunda o la tercera l,nea de de!ensa impidiendo as, el !uncionamiento de todos los mecanismos comple0os ue mantienen los ni$eles de p9 a ni$eles adecuados

Segn los estudios realiados por c?ra

SISTE>.S T.>P=N EN E< /-?.NIS>/ EGisten tampones de gran importancia en el organismo; Inorg6nicos;

&am'ón *icar*onato; C/2 B 92/

92C/3

9C/3 % B 9B

&am'ón fosfatico; 9

92P/4%

9P/42% B 9B

/rg6nicos; &am'ón 0emo$lo*ina; 99+/2 I.

9+/2% O 9+9

9+% B 9

Tampón bicarbonato

Tal 8 como se "a comentado anteriormente el tampón +icar+onato est6 compuesto por 6cido car+ónico 92C/3 8 +icar+onato 9C/3% 8 el $alor de su pa es de 1 Es el tampón m6s importante de la sangre p9J#4 representa el #5 Q de la capacidad +u!!er total de la sangre Tam+i7n est6 presente en el l,uido intersticial Es un tampón mu8 e!ica porue la relación 9C/3%O 92C/3 es mu8 alta lo ue supone una alta capacidad para amortiguar  los 6cidos Supone una $enta0a el "ec"o ue se trata de un sistema a+ierto 8a ue el C/2 puede ser eliminado en la respiración mu8 r6pidamente los 9B se pueden eliminar por $,a renal 8 el 9C/3% puede reemplaarse en la orina En realidad este tampón est6 compuesto por dos euili+rios pues el 6cido car+ónico !orma C/ 2 generando una mol7cula de 9 2/

*icar+onato Cuando el p9 disminu8e el +icar+onato toma los protones li+res .s, el euili+rio se desplaa "acia el 92C/3 ue a su $e mediante la reacción cataliada por la an"idrasa car+ónica gló+ulos ro0os cede una mol7cula de 92/ 8 se con$ierte en C/ 2 el cual se elimina a tra$7s de los pulmones Por el contrario si el p9 de la sangre aumenta se !orma 9C/3% a partir de 92C/3 lo 10 ue conduce a ma8or captación de C/ 2
II.

Tampón fosfato

El tampón !os!ato est6 compuesto por el "idrógeno !os!ato 9P/ 42 8 el di"idrógeno !os!ato 92P/ 4% .cta en el plasma 8 el l,uido intersticial Este tampón tiene un pa de & el cual est6 muc"o m6s cerca del p9 plasm6tico Esto signi!icar,a ue este tampón tendr,a ue ser m6s til ue el anterior pero no es as, 8a ue se encuentra en concentraciones menores en sangre 8 la eliminación del !os!ato es muc"o m6s lenta por $,a renal

Hos!ato  . p9 !isiológico de #4 la relación 9P/42O 92P/4% es igual a 4 .s, se trata de un sistema e!ica para amortiguar 6cidos Como "emos dic"o a ni$el sangu,neo el tampón +icar+onato resulta m6s til ue el tampón !os!ato 8a ue este ltimo se encuentra en concentraciones +a0as ."ora +ien a ni$el intracelular el tampón !os!ato tiene concentraciones ele$adas 8 es m6s e!iciente III.

Tampón hemoglobina

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Es un tampón !isiológico mu8 e!iciente gracias al cam+io de su p cuando pasa de la !orma oGidada pJ#1 a la reducida pJ ##1 8 a la gran cantidad ue "a8 en la sangre IV.

Aminoácidos y proteínas


El N92 capta un protón; N93B el pMa para este radical es '

En p9 +6sicos; •

El C//9 pierde un protón; C//% el pa para este radical es 2

En el punto de pa del grupo amino eGiste el 5( Q de radicales amino protonados N93B 8 el otro 5( Q de radicales amino desprotonados N92 En 12 este punto la $ariación de p9 si adicionamos Na/9 a la solución es m,nima Por lo tanto en este punto la capacidad amortiguadora es m6Gima En el punto de pa para el grupo car+oGil eGiste el 5( Q de radicales car+oGilprotonados C//9 8 el otro 5( Q de radicales car+oGildesprotonados C//% En este ni$el de p9 el amino6cido tam+i7n es +uen amortiguador En el punto isoel7ctrico de los amino6cidos sin cadena radical 6cida o +6sica se encuentra a medio camino entre el pa del grupo amino 8 el pa del grupo car+oGil U encontramos el amino6cido en su !orma itterión com am+os grupos !uncionales ioniados; N93B 8 C//% El punto isoel7ctrico de los amino6cidos con cadenas protona+les es di!erente 8a ue eGiste un tercer pMa ue corresponde al $alor de p9 en el cual el protón de la cadena lateral se disocia  .s, $emos como esta capacidad para captar 8 ceder protones con$ierte a las prote,nas 8 amino6cidos en amortiguadores del p9 actuando como 6cidos si est6n protonados o como +ases si no lo est6n >uc"as prote,nas tienen grupos protona+les en la cadena radical $aria+le as, cada prote,na o amino6cido tiene su punto isoel7ctrico 8 sus pa caracter,sticos para cada grupo protona+le del radical $aria+le
e0emplo la "istidina próGima al grupo "emo en la "emoglo+ina tiene p mu8 di!erentes segn si est6 unida al oG,geno o no Cuando los amino6cidos se unen !ormando p7ptidos mediante enlaces entre el grupo C//9 de un amino6cido 8 el grupo N92 de otro desaparecen sus propiedades amortiguadoras ."ora +ien siempre eGisten los grupos terminales 8 tam+i7n los grupos ionia+les de las cadenas laterales de los amino6cidos; 6cido asp6rtico 8 glut6mico arginina lisina "istidina etc .s, para determinar su capacidad amortiguadora solamente o+ser$aremos los p de los terminales 8 de los laterales ionia+les

?arón ?uillermo Fu,mica general con manual de la+oratorio Editorial >c?-.V % 9I<< 2W edición 1'& >7Gico

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)S/S


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•

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En la !ndustria a$r/cola#  las soluciones tampón se usan para la !ertirrigación 8 la agricultura "idropónica culti$ar plantas usando soluciones minerales 8 no suelo agr,cola Todas las plantas tienen un inter$alo de p9 en ue las ra,ces a+sor+en nutrientes de !orma idónea )na $ariación del p9 puede a!ectar al proceso de a+sorción de las ra,ces; disminu8endo la captación de minerales 8 aumentando la permea+ilidad a sustancias tóGicas como el aluminio . su $e una $ariación en el p9 a!ecta la solu+ilidad de la ma8or,a de minerales EGiste un p9 idóneo para cada planta dependiendo de su !isiolog,a 8 de los minerales ue reuiere pero como norma general podemos decir ue precisan un p9 ligeramente 6cido 55%# sal$o eGcepciones como las "a+as con p9 un tanto +6sico #4%&1 En la !ndustria alimentaria#  tam+i7n son de gran importancia los par6metros del p9 8a ue por e0emplo nos indica si la carne es apta para el consumo "umano Si la 14 carne est6 entre 54 i #( de p9 es apta para el consumo pero a lo largo del tiempo el p9 disminu8e "ec"o ue indica ue su consumo no es pertinente En la industria $in,cola se de+en de tener mu8 en cuenta las $ariaciones de p9 en la ela+oración del $ino este de+e oscilar entre 2& i 35 puesto ue a p9 superior a 35 determinadas +acterias pueden atacar el $ino 8 producir $ariaciones en el sa+or !ndustria farmac4utica en la ue se de+e tener un control 8 conocimiento m6s eG"austi$o del p9 por distintas raones; a Primeramente para el dise:o de los medicamentos es necesario sa+er el p9 de la ona del cuerpo en ue tra+a0ar6 el !6rmaco pues si +a0o ese p9 las prote,nas ue ueremos usar se desnaturalian el medicamento no tendr6 e!ecto alguno + En el proceso de !ormulación de los !6rmacos se usan las propiedades !isicou,micas del pa 8 el p9 para elegir la !órmula óptima del medicamento c En los ensa8os pre$ios a la comercialiación de los medicamentos se reuiere un control del p9 para garantiar ue los resultados o+tenidos sean reales 8 ciertos pues un p9 erróneo podr,a dar resultados !alsos !ndustria del medio am*ientes#

Se controla el p9 8a ue as, podemos a8udarnos con di!erentes situaciones ue ocurren en el medio am+iente como es; el crecimiento del $egetal +acteriano animal digestiones pesadas

!ndustria *ioló$ica# Es !undamental para la +iolog,a 8a ue esta nos permite sa+er el p9 de la sangre 8 descartar en!ermedades como; .lcolisis esta se de+e a ue el p9 o+tiene $alores superiores *6sicos o .cidosis se de+e a ue el p9 o+tiene $alores m6s +a0os m6s 6cidos  Segn la in$estigación de Et"an ?allag"er en el a:o 2(((

)S/S EN <. ID. C/TIDI.N.; >a"an *ruce 9 Pu+lico en su in$estigación interamericano ue las soluciones amortiguadoras se utilian cotidianamente en15 los siguientes productos;

Productos comerciales
*I*
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"ttp;OOe"ueusO+iomoleculasOindeG"tm )ni$ersidad de pa,s asco Y Departamento de *iou,mica "ttp;OOuimica"idalgo+logspotcomO2(1(O(Osoluciones% amortiguadores"tml 6sue% Instituto de Fu,mica )N.> @artin S Sil+er+erg2a 2(14 Soluciones amortiguadoras en nuestro cuerpo; la sangre (3O(4O15 de uimitu+e Sitio e+; "ttp;OOuimitu+ecomOsoluciones%amortiguadoras%+iologicas%sangre Et"an ?allag"er 2((( ZPara u7 se utilian las soluciones amortiguadoras[ (5O(O11 de e9o Sitio e+; "ttp;OOe"oenespanolcomOutilian%soluciones%amortiguadoras% como\11(5'4 ?arón ?uillermo Fu,mica general con manual de la+oratorio Editorial >c?-.V % 9I<< 2W edición 1'& >7Gico c?-.V % 9I<< 1'#' +uenos aires >a"an *ruce 9 Fu,mica curso uni$ersitario Editorial !ondo educati$o interamericano 2W edición 1'## 1'& *ogota caracas >7Gico aria >artin +asado en *ude$sM8 / Houndations o! C"emical  .nal8sis ]o"n Vile8 ^ Sons 1'#'SMoog D ^ Vest D Hundamentals o! .nal8tical C"emistr8 9olt -ine"art ^ Vinston Inc1'' -o+erto *ra$o)NIE-SID.D >.U/-%Hacultad de ciencias Sil$oagropecuarias Escuelas de agronom,a e ingenier,a !orestal Fu,mica org6nica%plan comn

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