Preparaduria de Agua-Presentación
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Tema 1
Prep. Omar E Vitale De S
Universidad de CaraboboFacultad de Ciencias de la Salud
Escuela de Medicina“Dr. Witremundo Torrealba" Departamento de Fisiología y Bioquímica
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CONTENIDO
1. Conceptos Básicos
2. Enlace Químico
3. Estructura Molecular del Agua.
4. Propiedades Fisicoquímicas del Agua.
5. El Agua como Solvente.
6. Teoría de Bronsted y Lowry.
7. Escala del pH.
8. Constante de Disociación
9. Ecuación de Henderson-Hasselbalch
10. Amortiguadores o Buffers
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CONCEPTOS BÁSICOS
Átomo: es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos.
Polaridad: propiedad que representa la desigualdad en las cargas eléctricas de una molécula.
Electronegatividad: capacidad de un átomo para atraer hacia el lo electrones.
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CONCEPTOS BÁSICOS
Anfipático: posee dos regiones, una hidrofóbica y otra hidrofílica.
Constante de Equilibrio: se expresa como la relación entre las concentraciones molares (mol/l) de reactivos y productos.
Electrolito: sustancia cuya disociación iónica en solución hace que pueda conducir la corriente eléctrica.
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ENLACE QUíMICO
Es la interacción entre 2 átomos. Se puede dividir en:
Enlace Covalente: son aquellos enlaces en los cuales 2 átomos comparten electrones.
Enlace No Covalente: son los que se forman por la presencia de interacciones electroestáticas. Pueden ser:
Enlaces Iónicos
Puentes de Hidrógeno
Interacciones Hidrofóbicas
Interacciones de Van der Waals
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ENLACE COVALENTE
Se comparten electrones puesto que la diferencia de la electronegatividad entre los átomos involucrados es mínima.
Pueden ser simples, dobles, triples o hasta cuádruples dependiendo de los pares de electrones que compartan.
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ENLACE IONICO
Se da cuando uno de los átomos capta electrones del otro.
Ocurre debido a una diferencia de la electronegatividad alta entre los átomos involucrados.
ClNa
NaCl = Na+ + Cl-
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PUENTE DE HIDRÓGENO
Se forman entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrogeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo.
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INTERACCIONES HIDROFÓBICA
Son fuerzas que mantienen juntas las regiones apolares de una molécula anfipática.
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INTERACCIONES DE VAN DER WAALS
Son relativamente débiles, y están dadas por la formación de dipolos eléctricos transitorios.
Estos dipolos transitorios se pueden originar por la influencia mutua de las nubes electrónicas de dos átomos muy cercanos entre si.
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ESTRUCTURA ELECTRÓNICA
Cada átomo de Hidrogeno comparte un par electrónico con el Oxigeno Central. Carácter Tetraédrico.
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PROPIEDADES DISOLVENTES
Dipolo eléctrico: Puentes de Hidrógeno:
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PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS
Densidad máxima a 4°C.
Elevado calor especifico:
Calor necesario para elevar la temperatura de 1 g de agua en 1°C.
Elevada temperatura de ebullición:
Temperatura a la cual se pasa de estado liquido a estado gaseoso.
Elevado calor de vaporización:
Calor necesario para vaporizar 1 g de agua.
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PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS
Elevada conductividad térmica.
Elevada constante dieléctrica:
Tendencia de un solvente a oponerse a la atracción electroestática.
Elevada tensión superficial:
Cohesión entre las moléculas de la superficie del agua.
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PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS
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DE COMPUESTOS POLARES NO IONICOS
Gracias a su capacidad para establecer Puentes de Hidrogeno.
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DE COMPUESTOS POLARES IONICOS
Gracias a su carácter Dipolar y su alta Constante Dieléctrica.
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DE COMPUESTOS AMFIPÁTICOS
Lleva consigo la formación de Micelas.
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TEORÍA DE BRONSTED Y LOWRY
Acido: sustancia donadora de protones.
Bases: sustancia aceptora de protones.
Un dador de Protones y su correspondiente aceptor forman un Par Acido-Base Conjugado.
CH3COOH H + CH3COO+ -
ACIDO BASE
Acido Acético Acetato
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ACIDOS Y BASES
Ácidos y Bases Fuertes: en solución se encuentran totalmente disociados
Ácidos y Bases Débiles: en solución se encuentran parcialmente disociados.
AB A + B+ -
AB A + B+ -
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IONIZACIÓN DEL AGUA
El agua presenta un ligera tendencia a ionizarse reversiblemente:
En realidad los protones libres no existen en disolución, puesto que son inmediatamente hidratados:
H2O H + OH+ -
Ion Hidrógeno (protón) Ion Hidroxilo
2H2O H3O + OH+ -
Ion Hidronio
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IONIZACIÓN DEL AGUA
La constante de equilibrio para la ionización irreversible del agua es:
Luego reordenando:
El Producto Iónico del Agua (Kw) es =
H2O H + OH+ -
(Keq )([H2O]) = [H ] [OH ]-+
[H ] [OH ]-+
K = ____________
[H2O]
[H ] [OH ]-+
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IONIZACIÓN DEL AGUA
La concentración del agua a 25°C es: 55,5 M
El valor de Keq estimada a 25°C es: 1,8 x 10 M
Luego colocando los valores:
El Producto Iónico del Agua (Kw) es =
-16
Kw = [H ] [OH ]-+ = (Keq )([H2O])
Kw = [H ] [OH ]-+ = (1,8 x 10 M)(55,5 M)-16
Kw = [H ] [OH ]-+ = 1,0 x 10 M-14 2
1,0 x 10 M-14 2
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VALORES DE [H-] Y [OH+]
En el agua pura, existen iguales concentraciones de [H+] [OH-], por lo tanto esta a pH neutro.
A este pH se puede calcular la concentración de H+ y OH- a partir del Producto Iónico del Agua de la manera siguiente:
Despejando [H ]:
Kw = [H ] [OH ]-+ = [H ]+
+
[H ] =+ Kw = 1,0 x 10 M 2-14
[H ] = [OH ] = 10 M-+ -7
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ESCALA DEL pH
El Producto Iónico del Agua (Kw) constituye la Escala del pH.
El termino pH se define mediante la expresión:
Se sustituye el valor de [H ]:
pH = log 1 = - log [H ] +
[H ]+
+
pH = log 1 = - log (1,0 x 10 )1,0 x 10 7
7
pH = log 1,0 + log 10 = 0 + 7 = 77
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pH
Se define como el logaritmo decimal de la concentración molar de iones hidrogeno con el signo cambiado.
En función del pH, las disoluciones
pueden clasificarse en:
Neutras: si el valor del pH es igual a 7.
Ácidas: si el valor del pH es menor a 7.
Básicas: si el valor del pH es mayor a 7.
pH = - log [H ]
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CONSTANTE DE DISOCIACION (Ka)
La tendencia de cualquier Acido (HA) a perder un protón y formar su base conjugada (A ) se define mediante la constante de equilibrio (Keq) para la reacción reversible:
HA H + A
Keq = [H ] [A ]
[HA]
Esta se suele denominar Constante de Disociación (Ka).
-
- = Ka+
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pKa
Es una expresión análoga al pH.
Es el logaritmo negativo de la constante de disociación de un ácido débil.
A menor pKa mas fuerte el Ácido y mas fuerte la tendencia a disociar un protón.
Con las Curvas de Titulación se puede determinar el pKa
de una Ácido débil.
pKa = - log [Ka]
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Ka y pKa
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CURVA DE TITULACIÓN
CH3COOH H + CH3COO+ -
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ECUACION DE HENDERSON-HASSELBALCH
La curva de titulación de cualquier acido puede ser representada por la ecuación de Henderson-Hasselbalch.
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ECUACION DE HENDERSON-HASSELBALCH
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HOMEOSTASIS ACIDO-BASE
El pH del cuerpo se mantiene constante y presenta un rango: 7,35 – 7,45.
El cuerpo Humano presenta 2 mecanismos de defensa:
Amortiguadores Fisiológicos
Ventilación Pulmonar
Filtración Renal
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AMORTIGUADORES FISIOLOGICOS
Los Amortiguadores, buffers o tampones son sistemas acuosos que tienden a resistir cambios en el pH cuando se añaden pequeñas cantidades de ácidos o bases.
Están formados por:
Un Acido Débil mas su base conjugada.
Una Base Débil mas su acido conjugado.
Capacidad Amortiguadora Máxima: esta representada por un rango comprendido entre 1 +/- del pKa.
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AMORTIGUADORES FISIOLOGICOS
Los Amortiguadores Fisiológicos de mayor relevancia son:
Amortiguador Fosfato
Amortiguador Bicarbonato
Proteínas
Hemoglobina
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COMPUESTOS HIDROFÍLICOS
Ventaja: Pueden circular libremente en el Plasma sin necesidad de transportador.
COMPUESTOS HIDROFÓBICOS
Vs
Ventaja: Pueden atravesar las membranasplasmáticas libremente.
![Page 54: Preparaduria de Agua-Presentación](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022050723/563db86b550346aa9a938781/html5/thumbnails/54.jpg)
SANGRE
INTRACELULAR
MEMBRANA PLASMATICA
Hidrofílico
COMPUESTOS HIDROFILICOS
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SANGRE
INTRACELULAR
MEMBRANA PLASMATICA
Carrier
Hidrofóbico
COMPUESTOS HIDROFÓBICOS
![Page 56: Preparaduria de Agua-Presentación](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022050723/563db86b550346aa9a938781/html5/thumbnails/56.jpg)
![Page 57: Preparaduria de Agua-Presentación](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022050723/563db86b550346aa9a938781/html5/thumbnails/57.jpg)
FORMULAS
pH = - log [H ] + pOH = - log [OH ] -
[H ] = antilog - pH + [OH ]=antilog- pOH-
Si despejamos las [] de Hidrogeniones y Oxidrilos
![Page 58: Preparaduria de Agua-Presentación](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022050723/563db86b550346aa9a938781/html5/thumbnails/58.jpg)
FORMULAS
![Page 59: Preparaduria de Agua-Presentación](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022050723/563db86b550346aa9a938781/html5/thumbnails/59.jpg)
La Aspirina es un acido débil con un pKa de 3,5.
El pH gástrico es 1,5
El pH del intestino es 6
¿Se absorbe mas aspirina hacia el torrente sanguíneo en el estomago o en el intestino delgado?
![Page 60: Preparaduria de Agua-Presentación](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022050723/563db86b550346aa9a938781/html5/thumbnails/60.jpg)
![Page 61: Preparaduria de Agua-Presentación](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022050723/563db86b550346aa9a938781/html5/thumbnails/61.jpg)