PRACTICA DE BIOQUIMICA PARA VETERINARIA NO. 3
PH Y SISTEMAS AMORTIGUADORES
OBJETIVO
El alumno comprenderá la importancia que tienen los sistemas amortiguadores o buffers, para el buen
desempeño de las funciones vitales en
los seres vivos, preparara una mezcla buffer, y efectuara mediciones colorimetricas y potenciometricas del ph.
INFORMACIÓN GENERAL
Para mantener la vida, es necesario que se produzcan una serie de reacciones dentro del cuerpo de los animales, estas
reacciones son sumamente delicadas y
dependen de que varios factores permanezcan casi constantes, o con muy ligera variación, entre los factores mas críticos están una temperatura adecuada, y un ph que muestre un rango de variación
muy estrecho.
¿Qué es el ph?. Cuando se
hace referencia a este termino, lo que
queremos es expresar el grado de
acidez o alcalinidad que tiene un medio o un material , a su vez,
este grado de acidez o
alcalinidad, depende de la cantidad de
iones hidrógeno (H),
o de iones oxidrilo (OH), que
posee la muestra.
A mayor cantidad de iones
H, se dice que la muestra tiene un ph mas bajo (o ácido), mientras que a
menor cantidad de iones h, la muestra tiene
un ph mas alto ( o alcalino).
Existen varios criterios
para definir a un ácido o a un álcali o
base. Según Arrehenius, “ácidos,
son las substancias que producen
iones hidrógeno en solución”,
mientras que “ bases o álcalis,
son las substancias que
producen iones oxidrilo en solución.
En 1923, Lowry y Bronsted,
desarrollaron la teoría
ácido-base, según la cual,
“ácido es toda aquella sustancia molecular o iónica capaz de ceder
un protón, mientras que “base,
es toda substancia molecular o iónica,
capaz de aceptar un protón “.
Debemos hacer notar, que la actividad de una substancia como ácido o como base,
depende de su facilidad
para aceptar o ceder un protón.
Generalmente, el grado de acidez o alcalinidad de una solución, se describe en función de la concentración de iones hidrógeno ( aun cuando se trate de
una solución alcalina o básica).
La concentración de ion H,
se puede expresar en moles / litro,
o en unidades de ph, esta ultima
unidad es la mas empleada en los
trabajos de laboratorio.
La escala de ph
utilizada actualmente para medir la
concentración de iones de
hidrógeno, fue desarrollada por
Sorensen en 1909, según Sorensen “el
ph de una solución representa el valor negativo del logaritmo de la concentración de iones de hidrógeno”,
y puede expresarse con la siguiente formula:
PH = - Log ( H + )
Ejemplo: Calcular el ph de una solución si la concentración de iones de
hidrogeno es de 1.92
por 10 - 5 moles / litro.
Ph = - Log. (h+)
Ph = - Log. (1.92 por 10
-5 )
Ph = 4.72
A nivel de laboratorio,
existen dos formas de medir el ph de una solución:
1.-Por el metido
colorimëtrico el cual se basa en el uso de
indicadores. Un indicador, es
una substancia capaz de cambiar de
color, dependiendo del ph que
tenga el medio.
2.-Método
potenciometrico, en este caso se usa un
aparato llamado potenciómetro, el cual
básicamente consiste de un
electrodo de vidrio que
introducido en la solución mide la
fuerza electromotriz de esta (la fuerza electromotriz, a su vez depende
de a actividad del ion H).
LOS BUFFERS O AMORTIGUADORES
Son substancias que se oponen al cambio brusco de ph
de un medio, se les llama
también solución tampón, se hayan formadas por un ácido débil
y una sal de dicho ácido.
En los sistemas
biológicos, existen 5 buffers
principales que mantienen el ph de la sangre dentro de los limites aceptables para la vida. De estos 5, el principal es el sistema Bicarbonato-Ácido
carbónico.
(HCO3)-(H2CO3).
La concentración de iones de
hidrógeno de un buffer o amortiguador ,
se puede calcular usando la
ecuación de Henderson-Haselbach, según
la cual :
ph = Pka +
Log. (Sal)
--------------
(
äcido )
El Pka= constante de
ionizacion para el ácido, es un valor
definido por unas tablas de
disociación que se consulta en los
manuales de bioquímica.
Ejemplo: Calcular el ph de
una solución buffer formada por Na2 H2PO4 (la sal), 0.25 molar y K H2PO4 (el ácido), 0.15 molar. El Pka tiene
un valor de 7.2
PH = Pka +
Log. (Sal) 0.25
----------- = 7.2 +
Log. -----------
(ácido) 0.15
Ph = 7.2
+ Log. (1.666)
Ph = 7.2 + (0.22)
Ph = 7.42
MATERIALES
REACTIVOS
15 tubos de ensayo de 150 por
15 mm
Na2HPO4 0.15 molar
1 gradilla para tubos de
ensayo K H2PO4 0.15 molar
4 pipetas de 1 ml. Azul de bromotil
2 pipetas de 10 ml.
NaOH 0.4 N
3 vasos de precipitado de 50
ml.
HCL 0.4 N
5 tiras de indicador de ph
universal Buffer referencia ph 4
1 potenciómetro para ph Buffer
referencia ph 7
DESARROLLO DE LOS
EXPERIMENTOS
3.1-
Preparación de una solución
amortiguadora o buffer
1.-Rotular 12 tubos de
ensayo. Marcarlos del 1 al 10.
2.- Depositar en cada tubo con una pipeta ,
las soluciones y cantidades mostradas,
TENGA CUIDADO DE MEDIR LAS CANTIDADES
EXACTAS, Y USAR UNA PIPETA PARA LA SAL
(Na2HPO4), Y OTRA DIFERENTE PARA
EL ACIDO (KHPO4).
Tubo Na2HPO4 ml. KH2PO4 ml PH. Esperado
Sol 0.15 M. Sol 0.15 M.
1 9.7 0.3 8.2
2
9.5 0.5 8.0
3
9.2 0.8 7.8
4
8.7 1.3 7.6
5
8.0 2.0 7.4
6
7.1 2.9 7.2
7
6.1 3.9 7.0
8
5.0 5.0 6.8
9
3.8 6.2 6.6
10
2.7 7.3 6.4
3.1- RESULTADOS ESPERADOS
Todos sus tubos, si midió correctamente, deben de tener un
volumen final de 10 ml, pero el ph debe
de ser diferente, el mas básico o alcalin0o debe ser el tubo 1 (ya tiene la mayor cantidad de sal ö Na2HPO4
tendrá un ph de 8.2 aprox. ),
los tubos que le siguen irán
bajando de PH paulatinamente (hasta
llegar a 6.4 para el numero 10 ).
Usted tiene 10 buffers o amortiguadores preparados por la mezcla
a diferentes niveles de una sal
(Na2HPO4), y un ácido (KH2PO4).
3.2 - MEDICION POTENIOMETRICA DEL PH
Con la ayuda de su instructor, tome la lectura de los tubos 1,5
y 10 con el potenciómetro, anote
sus lecturas obtenidas.
3.2 - RESULTADOS ESPERADOS
Se espera que el tubo uno tenga un ph
de 8.2, el tubo 5 un ph de 7.4,
y el tubo 10 un ph 6.4, o valores muy semejantes a estos.
3.3 – USO DE TIRA INDICADOR UNIVERSAL PARA MEDIR PH
Introduzca una tira de
indicador universal de PH (una por cada tubo).
En los tubos numero 1, 5 , y 10, compare los colores
desarrollados con la que muestra
la tabla con que acompaña el
frasco de las tiras.
3.3– RESULTADOS ESPERADOS.
Dado que el uso de la tira es menos exacto que el potenciómetro, se
espera obtener una lectura de 8, 7 y 6 para los tubos 1, 5 y 10 respectivamente.
3.4 – DETERMINACIÓN DE PH POR USO DE UN INDICADOR
A cada uno de los tubos del experimento 3.1, añádales dos gotas de indicador azul de
bromotil, mezclar bien y anotar los colores desarrollados en cada uno de los
tubos .
3.4– RESULTADOS ESPERADOS
Los tubos que tengan el PH
mas alcalino, deben de desarrollar un
color azul marino intenso,
a medida que el PH se va haciendo menos alcalino, y se aproxima al neutro o hacia el
ácido, el color azul va desvaneciéndose, para convertirse en verde de varios tonos, o incluso,
asta amarrillo ( este ultimo color solo se desarrolla si el ph es muy ácido.
3.5 – EFECTOS DE UN BUFFER PARA OPONERSE A LÑOS CAMBIOS DE PH
1.- Con una tira de indicador universal, tome el PH de la solución de NaOH 0.4 N.
Anote el resultado.
2.- Repita el
procedimiento usando una tira nueva
para tomar el PH de la solución de HCL 0.4 N. Anote el
resultado.
3.- Al tubo numero 7 del experimento 3.1, retírele 5 ml usando una pipeta limpia, transfiéralos a un nuevo tubo de ensayo y rotúlelo con 7b; al tubo original marcado como tubo numero 7, identifíquelo apartir de este momento como tubo 7 a .
4.- A los 5 ml. Del tubo 7
a, añadir gota a gota con una pipeta, solución
de NaOH 0.4 N,
contar las gotas requeridas para
que el color de la solución del tubo numero 7 a, se igual a la del tubo numero 1.
5.- A los 5 ml. Del tubo 7b, añadir gota a gota con una pipeta, solución de HCL 0.4 N, contar el numero de gotas requeridas para que el color de la solución del tubo 7b
, vire asta amarillo intenso.
6.- A los 5 ml.
Del tubo numero 1 original, añadirles con cuidado, gota a gota con una pipeta, solución de HCL 0.4 N y contar el numero de
gotas necesarias para virar el color amarillo
intenso.
3.6 – RESULTADOS ESPERADOS
Si lo preparo adecuadamente,
el PH
origina del tubo numero 7,
debe ser neutro ( valor de ph = 7 ), debido a que es un amortiguador o buffer,
se opone a los cambios bruscos
de PH, de ahí que se requieran varias
gotas de ácido ( HCL), para cambiarlo de neutro a ácido ( representado por el cambio de verdoso asta amarillo intenso), o bien varias gotas de base ( NaOH), para virarlo de neutro asta alcalino
( representado por e cambio de azul
intenso).
Todo ello a pesar de que la solución ácida empleada,
al igual que la alcalina, tienen
valores muy extremos de PH.
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