ÁCIDOS
Y BASES
Arrhenius (y más tarde
el químico alemán Wilhelm Ostwald) definen los ácidos como sustancias químicas
que contenían hidrógeno y que disueltas en agua producían una concentración de
iones hidrógeno o protones H+, mayor que la existente en el agua pura.
Una base como una
sustancia que disuelta en agua producía un exceso de iones hidroxilo, OH-.
Los ácidos tienen un
sabor agrio, colorean de rojo el tornasol (tinte rosa que se obtiene de
determinados líquenes) y reaccionan con ciertos metales desprendiendo
hidrógeno.
Otra teoría más
satisfactoria es la que formularon en 1923 el químico danés Johannes Brønsted y
el químico británico Thomas Lowry. Esta teoría establece que los ácidos son
sustancias capaces de ceder protones (iones hidrógeno H+) y las bases
sustancias capaces de aceptarlos.
Las bases tienen sabor
amargo, colorean el tornasol de azul y tienen tacto jabonoso.
Cuando se combina una
disolución acuosa de un ácido con otra de una base, tiene lugar una reacción de
neutralización. Esta reacción en la que, generalmente, se forman agua y sal, es
muy rápida.
Así, el ácido
clorhídrico y el hidróxido de sodio NaOH, producen agua y cloruro de sodio:
El hidrógeno no
permanece solo en solución, se une a una molécula de agua formando el ión
hidronio H3O+
El agua tiene una leve
tendencia a disociarse por lo mismo en un litro de agua solamente existe
0,0000001 moles de hidrógeno (H+ y una igual cantidad de (OH-)
y la fracción que no se disocia es de 55,5 moles.
Se utiliza la constante
de equilibrio (Keq) en función de la reacción de disociación del agua:
Keq = [H+] [OH-]
[H2O]
A partir de la cantidad
de hidrógenos, hidroxilo y agua que quedan en la disociación se establece el Producto iónico del agua (Kw):
Keq =
[0,0000001][0,0000001]
[55,5]
Despejando Keq x 55,5 = [0,0000001] [0,0000001]
Kw
= [0,0000001] [0,0000001]
Kw = 1x10 -14
El producto Iónico del
agua debe permanecer invariable, si sube la concentración de hidrógeno debe
bajar la de hidróxilo y vicerversa.
Uno de los mecanismos
más sensibles que ponen en juego las células y el organismo en su conjunto para
realizar la regulación bioquímica del medio interno, es el mantenimiento de la
concentración de iones hidrógeno dentro de límites muy estrechos.
La acidez o alcalinidad
de las sustancias depende de la concentración de iones hidrógeno, así:
ACIDA: Aumento de Iones H+
BASICA
o ALCALINA: Disminución
de Iones H+
MECANISMOS
DE REGULACIÓN DEL pH: Indica la
concentración de iones hidrógeno en una disolución. El término (del francés
pouvoir hydrogène, poder del hidrógeno) se define como el logaritmo de la
concentración de iones hidrógeno, H+, cambiado de signo:
pH = - log [H+]
Se trata de una medida
de la acidez de la disolución. Donde [H+] es la concentración de iones
hidrógeno en moles por litro (Molaridad M). Debido a que los iones H+ se
asocian con las moléculas de agua para formar iones hidronio, H3O+.
pOH señala la
concentración de ion hidroxilo en una disolución acuosa:
pOH = -
log [OH-]
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pH + pOH ₌
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ESCALA DE
VARIACIÓN DEL pH:
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ESCALA
ÁCIDA
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ESCALA
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ESCALA
BÁSICA
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NEUTRA
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El pH de la sangre fluctúa entre 7,35 y 7,45 es decir es una solución ligeramente alcalina, frente al agua que tiene un pH 7.
La mayor parte de las
reacciones bioquímicas que se producen en nuestro organismo se desarrollan
óptimamente en soluciones acuosas neutras o en soluciones con pH cercanos a la
neutralidad.
Las reacciones químicas
pueden ser sensibles a variaciones en la concentración de ácidos o bases, a
pesar de que la mayor parte de las reacciones metabólicas oxidativas del
organismo tienden a producir iones hidrógeno como es el caso de las vías
catabólicas de la glucosa, ácidos grasos, aminoácidos, etc., estos
hidrogeniones son inmediatamente neutralizados por mecanismos celulares que
permiten no solo su neutralización sino también su eliminación como agua, urea,
sulfatos, fosfatos. De esta manera se mantiene el pH normal de la sangre, el
plasma y la célula.
En el catabolismo de la
Glucosa, se producen dos aniones Lactatos + 2 H+ estos últimos son neutralizados
por el anión bicarbonato con formación de ácido carbónico, este último se
disocia en forma de agua y anhídrido carbónico.
El pH normal del
líquido extracelular es ligeramente alcalino y oscila en valores entre 7,35 a
7,45.
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