LA DISOCIACIÓN DE MOLÉCULAS DE AGUA GENERA CONDICIONES ÁCIDAS Y BÁSICAS QUE AFECTAN A LOS ORGANISMOS VIVOS
FUNCIÓN FUNCIÓN TAMPONADORA TAMPONADORA
Ocasionalmente, un átomo de hidrógeno que participa en un enlace de hidrógeno entre dos moléculas de agua cambia de una molécula a la otra. Cuando esto sucede, el átomo de hidrógeno abandona su electrón y lo que en realidad se transfiere es un ión hidrógeno, un único protón con una carga de 1+. La molécula de agua que pierde un protón es ahora un ión hidróxido (OH-) que tiene una carga de 1-. El protón se une a otra molécula de agua y determina que esa molécula sea un ión hidronio (H3O+)
DISOCIACIÓN DEL AGUA
Esta es una reacción reversible que alcanzará el estado de equilibrio dinámico cuando el agua se disocie a la misma velocidad que comienza a formarse de nuevo a partir del H+ y OHEn este punto de equilibrio, la concentración de las moléculas de agua excede enormemente las concentraciones de H+ y OHDe hecho, en el agua pura se disocia solo una molécula de agua cada 554 millones. La concentración de cada ion en agua pura es de 10-7 M a 25 ºC, esto significa que hay solo una diez millonésima parte de un mol de iones hidrógeno por litro de agua pura y un número igual de iones hidróxido
FUNCIÓN TAMPONADORA TAMPONADORA FUNCIÓN
Aunque la disociación del agua es reversible y estadísticamente rara, es sumamente importante para la química de la vida, los iones hidrógeno e hidróxido son muy reactivos. Los cambios de su concentración pueden afectar de manera drástica a las proteínas y a otras moléculas complejas. Las concentraciones de H+ y OH- son iguales en el agua pura, pero el agregado de ciertos tipos de solutos, llamados ácidos y bases, rompe este equilibrio. Los biólogos utilizan algo denominado la escala de pH para describir lo ácida o básica que es una solución.
EFECTOS DE CAMBIOS DE PH ﾃ，IDOS ﾃ，IDOS Y Y BASES BASES
ÁCIDOS Cuando las sustancias llamadas ácidos se disuelven en agua, donan H+ adicionales a la solución. Un ácido, de acuerdo con la definición utilizada a menudo por los biólogos, es una sustancia que incrementa la concentración de ion hidrógeno de una disolución. Por ejemplo, cuando se agrega ácido clorhídrico (HCl) al agua, los iones hidrógeno se disocian de los iones cloruro. La fuente adicional de H+ ( la disociación del agua es la otra fuente) da lugar a una solución que tienen más H+ que OH-. Esa solución se conoce como solución ácida.
BASES Una sustancia que reduce la concentración de iones hidrógeno de una solución se llama base. Algunas bases reducen la concentración de H+ directamente, al aceptar iones hidrógeno. El amoniaco (NH3) , actúa como base atrae a un ion hidrógeno de la solución lo que da como resultado un ion amonio (NH4+) En cualquier caso, la base reduce la concentración de H+. Las soluciones con una concentración de OH- mayor que la de H+ se conocen como soluciones básicas. Se dice que una solución en la cual las concentraciones de H+ y OH- son iguales es neutra.
LE 3-8
pH Scale 0
Increasingly Acidic [H+] > [OH–]
1
Neutral [H+] = [OH–]
Battery acid
2 Digestive (stomach) juice, lemon juice 3 Vinegar, beer, wine, cola 4 Tomato juice 5 Black coffee Rainwater 6 Urine 7 Pure water Human blood 8
Increasingly Basic [H+] < [OH–]
Seawater 9 10 Milk of magnesia 11 Household ammonia 12 13 14
Household bleach Oven cleaner
BUFFERS BUFFERS
El pH interno de la mayoría de las células vivas es cercano a 7. Incluso un pequeño cambio de pH puede ser dañino porque los procesos químicos de la célula son muy sensibles a las concentraciones de iones hidrógeno e hidóxido. La presencia de buffers en los líquidos biológicos permite un pH relativamente constante pese a la adición de ácidos o bases. Los buffers o soluciones amortiguadoras son sustancias que minimizan los cambios de las concentraciones de H+ y OH- en una solución. Por ejemplo, los buffers normalmente mantienen el pH de la sangre humana muy cercano a 7,4 un pH ligeramente básico. Una persona no puede sobrevivir durante más de unos minutos si el pH de la sangre disminuye a 7 (neutro) o se eleva a 7,8. En circunstancias normales, la capacidad amortiguadora de la sangre evita esos cambios bruscos de pH. Un buffer actúa aceptando iones hidrógeno de la solución cuando están en exceso y donando iones hidrógeno a la solución cuando se han agotado. La mayoría de las soluciones buffer contienen un ácido débil y su correspondiente base, que se combina de forma reversible con los iones hidrógeno. Varios buffers contribuyen a la estabilidad del pH en la sangre humana y en muchas otras soluciones biológicas. Una de éstas es el ácido carbónico que se disocia para producir ión bicarbonato e ión hidrógeno.
LLUVIA ﾃ，IDA
LE 3-9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
More acidic Acid rain Normal rain
More basic
FUENTES EDUCASTUR, BRUﾃ前, CAMPBELL. REECE