BUFFERS
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BUFFERS <ul><li>El amortiguamiento más efectivo en una curva de titulación ocurre cuando la concentración de un ácido débi...
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BUFFERS Un ejemplo de la capacidad amortiguadora es el plasma sanguíneo de los mamíferos (pH=7.4, constante). 1 mL HCl 10 ...
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BUFFERS pKa = 6.4
BUFFERS El equilibrio de la izquierda es una reacción ácido-base.  El ácido carbónico es el ácido y el agua es la base. La...
BUFFERS <ul><li>Dentro de las células, tanto las proteínas como el fosfato inorgánico contribuyen al amortiguamiento intra...
¿Cómo preparar BUFFERS? <ul><li>Existen dos métodos principales para preparar buffers: </li></ul><ul><li>Ambos componentes...
Componentes pesados por separado Ejemplo: preparar 1 L de un buffer potasio fosfato 0.5 M a pH 7.5, con H 3 PO 4 , KH 2 PO...
3) Se pesan las cantidades deseadas de sales de potasio (KH 2 PO 4  and K 2 HPO 4 ), que después de disolverse se ionizará...
Ambos componentes de misma fuente <ul><li>Preparar 1 L de 0.1 M Tris buffer a pH 8.3, asumiendo la disponibilidad de base ...
3) Ambos componentes se originan del Tris cristalino. Se necesitan 0.1 moles de Tris para 1 L de buffer Tris 0.1 M.  El pr...
 
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  1. 1. BUFFERS
  2. 2. BUFFERS <ul><li>Si el pH de una solución permanece constante al agregarle cantidades pequeñas de ácidos o bases fuertes, se dice que la solución está amortiguada. </li></ul><ul><li>La capacidad de una solución para resistir los cambios en pH se conoce como capacidad amortiguadora. </li></ul>
  3. 3. <ul><li>Los buffers o soluciones amortiguadoras son sustancias o mezclas de sustancias que tienen la particularidad de que al ser agregadas al agua generan un sistema que ante la adición de ácidos o de álcalis, el pH se modifica muy poco. </li></ul><ul><li>Los buffers son mezclas en agua de ácidos y sus sales o bases y sus sales. </li></ul>BUFFERS
  4. 4. BUFFERS <ul><li>El amortiguamiento más efectivo en una curva de titulación ocurre cuando la concentración de un ácido débil y su base conjugada son iguales (pH = pKa). </li></ul><ul><li>Los límites de amortiguamiento efectivo en una mezcla de ácido débil y su base conjugada es una unidad menor o mayor que el pKa. </li></ul>
  5. 5. BUFFERS
  6. 6. BUFFERS
  7. 7. BUFFERS Un ejemplo de la capacidad amortiguadora es el plasma sanguíneo de los mamíferos (pH=7.4, constante). 1 mL HCl 10 M + 1000 mL sol´n salina pH 7.0 a 2.0 1 mL HCl 10 M + 1000 mL plasma sanguíneo pH 7.4 a 7.2
  8. 8. BUFFERS El pH de la sangre es regulado por el CO 2 , sistema amortiguador de ácido carbónico-bicarbonato (pH = 7.4). <ul><li>La capacidad amortiguadora de la sangre depende del equilibrio entre: </li></ul><ul><li>El bióxido de carbono gaseoso (CO 2 ) que se encuentra en los espacios con aire en los pulmones. </li></ul><ul><li>El CO 2 acuoso producido por la respiración de los tejidos y disuelto en la sangre. </li></ul><ul><li>El ácido carbónico (H 2 CO 3 ). </li></ul><ul><li>El anión bicarbonato (HCO 3 - ). </li></ul>
  9. 9. BUFFERS pKa = 6.4
  10. 10. BUFFERS El equilibrio de la izquierda es una reacción ácido-base. El ácido carbónico es el ácido y el agua es la base. La base conjugada del ácido carbónico es el ion bicarbonato. El ácido carbónico también se disocia rápidamente para producir agua y dióxido de carbono, como se muestra en el equilibrio de la derecha. Este proceso no es una reacción ácido-base pero es importante para la capacidad amortiguadora de la sangre.
  11. 11. BUFFERS <ul><li>Dentro de las células, tanto las proteínas como el fosfato inorgánico contribuyen al amortiguamiento intracelular. </li></ul><ul><li>La hemoglobina es el amortiguador más enérgico de la sangre, aparte del bióxido de carbono-ácido carbónico-bicarbonato. </li></ul>
  12. 12. ¿Cómo preparar BUFFERS? <ul><li>Existen dos métodos principales para preparar buffers: </li></ul><ul><li>Ambos componentes del conjugado ácido-base se pesan por separado para obtener la relación deseada y se disuelven en agua. </li></ul><ul><li>Ambos componentes se obtienen de una cantidad determinada de solo un componente, y el segundo se produce por una cantidad específica de ácido o base fuerte para obtener la relación deseada. </li></ul>
  13. 13. Componentes pesados por separado Ejemplo: preparar 1 L de un buffer potasio fosfato 0.5 M a pH 7.5, con H 3 PO 4 , KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , y K 3 PO 4 sólidos. 1) Determinar los componentes del buffer e identificar el conjugado ácido-base. En este caso, el pH deseado (7.5) se acerca al pKa de la segunda ionización: H 2 PO 4 - <- -> H + + HPO 4 2- pKa'= 7.21 2) Calcular la relación deseada ácido base con la ecuación de Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log [A - ]/[HA] pH - pKa' = log ([HPO 4 2- ]/[ H 2 PO 4 - ]) [HPO 4 2- ]/[ H 2 PO 4 - ] = 10 pH-pKa [HPO 4 2- ]/[ H 2 PO 4 - ] = 10 7.5-7.21 = 10 0.29 = 1.95 [HPO 4 2- ] = 1.95[H 2 PO 4 - ]
  14. 14. 3) Se pesan las cantidades deseadas de sales de potasio (KH 2 PO 4 and K 2 HPO 4 ), que después de disolverse se ionizarán completamente. 4) Calcular la cantidad requerida de cada material. Sabiendo que requerimos un litro y con 0.169 moles de KH 2 PO4 y 0.331 moles of K 2 HPO 4 , se obtienen las masas KH 2 PO 4 : (0.169 mol)(136.1 g/mol) = 23.0 g KH 2 PO 4 K 2 HPO 4 : (0.331 mol)(174.2 g/mol) = 57.7 g K 2 HPO 4 5) Preparar el buffer aforando a 1 L. Componentes pesados por separado
  15. 15. Ambos componentes de misma fuente <ul><li>Preparar 1 L de 0.1 M Tris buffer a pH 8.3, asumiendo la disponibilidad de base sólida Tris base *, 1 M HCl, y 1 M NaOH. </li></ul><ul><li>Tris = tris(hidroximetil)aminometano (HOCH 2 ) 3 C-NH 2 ; P.M. = 121 g/mol </li></ul><ul><li>La forma cristalina es la amina libre (forma básica). </li></ul><ul><li>1) El equilibrio es: </li></ul><ul><li>(HOCH 2 ) 3 C-NH 2 + H + < – > (HOCH 2 ) 3 C-NH 3 + pKa'= 8.3 </li></ul><ul><li>2) Calcular la relación deseada del conjugado ácido-base usando la ecuación de Henderson-Hasselbalch: </li></ul><ul><li>pH - pKa' = log ([Tris]/[Tris + ]) </li></ul><ul><li>[Tris]/[Tris+] = 10 pH-pKa </li></ul><ul><li>[Tris]/[Tris+] = 10 8.3-8.3 = 10 0 = 1 </li></ul><ul><li>0.05 M (HOCH2)3C-NH2 </li></ul><ul><li>0.05 M (HOCH2)3C-NH3+ </li></ul>
  16. 16. 3) Ambos componentes se originan del Tris cristalino. Se necesitan 0.1 moles de Tris para 1 L de buffer Tris 0.1 M. El problema radica en determinar qué tanto ácido fuerte se requiere para originar la relación deseada. En este caso, se quiere una mezcla 50%:50% de Tris y Tris + . Se necesitará suficiente ácido para convertir 0.05 moles de Tris a Tris + . Esto se logra agregando 0.05 moles de H + (requiero 50 mL del HCl 1M). 4) Preparar el buffer. Pesar 0.1 moles de Tris (12.1 g) y disolver en 900 mL de agua. Añadir 50 mL de HCl y mezclar. Medir pH y ajustar si es necesario. Aforar a 1 L. Ambos componentes de misma fuente

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