objetivo de aprendizaje
- explicar la composición de las soluciones tampón y cómo mantienen un pH constante
puntos clave
- Una solución básica tendrá un pH por encima de 7.0, mientras que una solución ácida tendrá un pH por debajo de 7.0.,
- Los tampones son soluciones que contienen un ácido débil y su base conjugada; como tal, pueden absorber el exceso de iones H+U iones OH–, manteniendo así un pH constante general en la solución.
- pH es igual al logaritmo negativo de la concentración de iones H+ en solución: pH = – log.,
Términos
- Solución buffera compuesta por un ácido débil y su base conjugada que puede utilizarse para estabilizar el pH de una solución
- alcalina con un pH superior a 7; ácido básico
- Con un pH inferior a 7
la disociación (ionización) de un pequeño porcentaje de moléculas de agua en números iguales de iones de hidrógeno (H+) e iones de hidróxido (Oh -)., Los iones hidróxido permanecen en solución debido a sus enlaces de hidrógeno con otras moléculas de agua; los iones de hidrógeno, que consisten en protones desnudos, son inmediatamente atraídos a moléculas de agua no ionizadas y forman iones de hidronio (H30+). Por convención, los científicos se refieren a los iones de hidrógeno y su concentración como si estuvieran libres en este estado en agua líquida.
2h_2o \leftrightharpoons H_3O^ + + OH^-
la concentración de iones de hidrógeno que se disocian del agua pura es de 1 × 10-7moles iones H+ por litro de agua., El pH se calcula como el logaritmo negativo de la base 10 de esta concentración:
pH = – log
el log negativo de 1 × 10-7 es igual a 7.0, que también se conoce como pH neutro. las células humanas y la sangre mantienen cada una un pH casi neutro.
escala de pH
el pH de una solución indica su acidez o basicidad (alcalinidad). La escala de pH es un logaritmo inverso que varía de 0 a 14: cualquier cosa por debajo de 7.0 (que varía de 0.0 a 6.9) es ácida, y cualquier cosa por encima de 7.0 (de 7.1 a 14.0) es básica (o alcalina). Extremos en pH en cualquier dirección desde 7.,0 son generalmente considerados inhóspitos a la vida. El pH en las células (6.8) y en la sangre (7.4) son muy cercanos a neutros, mientras que el ambiente en el estómago es altamente ácido, con un pH de 1 a 2.
Las lecturas de pH no neutro resultan de la disolución de ácidos o bases en agua., Usando el logaritmo negativo para generar enteros positivos, altas concentraciones de iones de hidrógeno producen un pH bajo, y bajas concentraciones un pH alto.
un ácido es una sustancia que aumenta la concentración de iones de hidrógeno (H+) en una solución, generalmente disociando uno de sus átomos de hidrógeno. Una base proporciona iones hidróxido (OH -) u otros iones cargados negativamente que reaccionan con iones de hidrógeno en solución, reduciendo así la concentración de H+ y elevando el pH.
ácidos fuertes y Bases fuertes
cuanto más fuerte es el ácido, más fácilmente Dona H+., Por ejemplo, el ácido clorhídrico (HCl) es altamente ácido y se disocia completamente en iones de hidrógeno y cloruro, mientras que los ácidos en el jugo de tomate o vinagre no se disocian completamente y se consideran ácidos débiles; por el contrario, las bases fuertes donan fácilmente OH– y/o reaccionan con iones de hidrógeno. El hidróxido de sodio (NaOH) y muchos limpiadores domésticos son muy básicos y abandonan el OH– rápidamente cuando se colocan en agua; los iones OH– reaccionan con h+ en solución, creando nuevas moléculas de agua y reduciendo la cantidad de H+ libre en el sistema, elevando así el pH total., Un ejemplo de una solución básica débil es el agua de mar, que tiene un pH cercano a 8.0, lo suficientemente cerca de neutral como para que los organismos marinos bien adaptados prosperen en este entorno alcalino.
tampones
¿Cómo pueden los organismos cuyos cuerpos requieren un pH casi neutro ingerir sustancias ácidas y básicas (un humano bebiendo jugo de naranja, por ejemplo) y sobrevivir? Los búferes son la clave. Los tampones generalmente consisten en un ácido débil y su base conjugada; esto les permite absorber fácilmente el exceso de H+ U OH–, manteniendo el pH del sistema dentro de un rango estrecho.,
mantener un pH sanguíneo constante es fundamental para el bienestar de una persona. El tampón que mantiene el pH de la sangre humana involucra el ácido carbónico (H2CO3), el ion bicarbonato (HCO3–) y el dióxido de Carbono (CO2). Cuando los iones de bicarbonato se combinan con iones de hidrógeno libres y se convierten en ácido carbónico, los iones de hidrógeno se eliminan, moderando los cambios de pH., Del mismo modo, el exceso de ácido carbónico se puede convertir en gas dióxido de carbono y exhalar a través de los pulmones; esto evita que se acumulen demasiados iones de hidrógeno libres en la sangre y reduzca peligrosamente su pH; del mismo modo, si se introduce demasiado OH– en el sistema, el ácido carbónico se combinará con él para crear bicarbonato, disminuyendo el pH. sin este sistema tampón, el pH del cuerpo fluctuaría lo suficiente como para poner en peligro la supervivencia.,
Los antiácidos, que combaten el exceso de ácido estomacal, son otro ejemplo de tampones., Muchos medicamentos de venta libre funcionan de manera similar a los tampones de sangre, a menudo con al menos un ion (generalmente carbonato) capaz de absorber hidrógeno y moderar el pH, lo que alivia a aquellos que sufren «acidez estomacal» de ácido estomacal después de comer.
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