Clase 02 2010 V DesmineralizacióN

Universidad de Chile - Fac. Odontología Clase 02 - Desminaralización

DISOLUCION DE PIEZAS DENTALES EQUILIBRIO IONICO DE SOLUBILIDAD

Agua 1. Cuanto dura la PO4-3 OH- Ca+2 CO3-
FLUIDO ORAL
pH=7
pieza dental en
T° 20°C
contacto con agua ?
2. Cuales serian los
factores que Ca10(PO4)6 (OH)2-X (CO3)X
Pieza dental
determinan que se
Fase Sólida
solubilice?
3.
3 En que condiciones
se disuelve en boca DISOLUCION
originando la caries Ca10(PO4)6 (OH)2-X (CO3)X 10Ca+2 + 6PO4-3 + (2-x) OH- + x CO3-2
dental? SÓLIDO PRECIPITACION SOLUCION

Ismael Yévenes López 1 Ismael Yévenes López 2

EQUILIBRIOS SOLIDO-LIQUIDO
EQUILIBRIOS DE DISOLUCION FLUIDO ORAL FLUIDO ORAL

FLUIDO ORAL
V.M V.D V.M V.D
M2 M1

F.C F.D Fase Sólida Fase Sólida
FLUIDO ORAL
SATURACION SOBRESATURACION
VM=VD VM > VD
Fase Sólida V.M V.D

Fase Sólida
EQUILIBRIOS HETEROGENEOS: Las especies participantes no se
encuentran en una misma fase. HIPOSATURACION
VM < VD

Química II Sem. Verano 2010 Prof. Ismael Yévenes 1


CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD [Ca2+] [F-]2
Kps K=
[CaF2] [CaF2 ] =cte
Ca +2 + 2F-
FLUIDO ORAL
Kps = [Ca2+] [F-]2 = 3.9 x 10-11

QUE SIGNIFICA ESTE VALOR?

SOLUBILIDAD Y Kps
CaF2 Solubilidad: cantidad que se disuelve para formar una solución
Fase Sólida saturada, se expresa en g/L
Solubilidad molar: es el N de moles de soluto que se disuelven
Nº
en un litro de solución saturada, se expresa en mol/L.

Solubilidad Solubilidad Concentración Kps
molar molar de iones
Ca F2(s) Ca+2 (ac) + 2F -(ac) g/L mol/L.


SOLUBILIDAD Y Kps FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD
NaF (ac) ION COMUN
Ejercicio:
Si el Kps de CaF2 es 3.9 x 10-11 cual es la solubilidad en g/L
Ca +2 + 2F- FLUIDO ORAL
Ca F2(s) Ca+2 (ac) + 2F -(ac)
sM 2s M
Kps = [Ca2+] [F-]2 =
s x (2s)2 = 4s3 = 3.9 x 10-11
s = 2.1 x 10-4 M solubilidad molar CaF2
Fase Sólida
Solubilidad: 2.1 x 10-4 mol CaF2 x 78.1 g CaF2
L mol CaF2

Solubilidad= 1.6 x 10-2 g/L
Ca F2(s) Ca+2 (ac) + 2F -(ac)



La adición de NaF en solución al sistema produce una ¿Qué pasaría en la cavidad bucal con la solubilidad de las piezas
modificación desplazando el equilibrio en la reacción hacia la dentales si agregamos o utilizamos fluoruros solubles?
izquierda, reduciendo la solubilidad del fluoruro de calcio.
En general la adición de un soluto que aporta un ion común Ejercicio 3:Cual es la solubilidad molar del CaF2 en una disolución
hace disminuir la solubilidad de una sal poco soluble.
ace dis i ui u a que contiene Ca(NO3)2 0 01 M
0.01
¿Qué pasaría si agregáramos una sal soluble de calcio?
Kps = [Ca2+] [F-]2 = 3.9 x 10-11
Solubilidad Ca F2
M
10-4
Ca F2(s) Ca+2 (ac) + 2F -(ac)
Inicio 0.01 M 0
10-6 Reacción xM 2x M
Equilibrio (0.01 + x) M 2x M
10-8
8

Kps = [Ca2+] [F-]2 = 3.9 x 10-11 = (0.010+x) (2x)2
0 0.1 0.2
Concentración Na F
3.9 x 10-11 = (0.010) (2x)2
M x = 3.1 x 10-5 M
La figura nos muestra como disminuye la solubilidad del CaF2 a Solubilidad en agua:2.1 x 10-4 M, la solubilidad molar del CaF2 disminuye 10
medida que se agrega NaF a la solución. veces en presencia de una concentración 0.01 M en calcio.

SOLUBILIDAD Y pH.
¿Cómo se afectara la solubilidad anterior en presencia de 0.01
M en fluoruro? H+ (ac) Protones

Ca F2(s) Ca+2 (ac) + 2F -
(ac)
Inicio 0 0.01 M
Reacción xM 2x M FLUIDO ORAL
Equilibrio xM (0.01+2x) M
Kps = [Ca2+] [F-]2 = 3.9 x 10-11 = (x) (0.01+2x)2
3.9 x 10-11 = x(0.010)2
x = 3.9 x 10-7 M CaF2
Fase Sólida
Solubilidad
S l bilid d en agua:2.1 x 10-4 M, se observa entonces que l
2 1 10 4 M b t la
solubilidad molar del fluoruro de calcio disminuye 1000 veces en
presencia de una concentración 0.01 M en fluoruro.
¿Por qué es mayor el efecto del fluoruro sobre la solubilidad del
fluoruro de calcio? Ca F2(s) Ca+2 (ac) + 2F -(ac)



SOLUBILIDAD Y pH. Ca F2(s) + 2H+ (ac) Ca+2 (ac) + 2HF (ac)
La solubilidad de un compuesto iónico cambia si la solución se
hace suficientemente acida o básica. Solubilidad Ca F2
x 10-3 M
Efecto del pH sobre el CaF2 6

Ca F2(s) Ca+2 (ac) + 2F -(ac) 4

El fluoruro (F -) es la base conjugada del HF , por lo tanto cuando el medio se 2
acidifica, se produce la protonación del anion para formar HF. Al disminuir el F- el
sistema tiende a reponerlo disolviendo mas Ca F2(s). 7 3 1 pH
El proceso de disolución se puede entender en términos de dos reacciones que
ocurren simultáneamente: La figura muestra como cambia la solubilidad del Ca F2(s) con el pH .
Otras sales con aniones básicos como el CO3-2, PO4-3, CN- se
Ca F2(s) Ca+2 (ac) + 2F -(ac) Ecuación 1
comportaran en forma análoga.
F -(ac) + H+ (ac) HF (ac) Ecuación 2 Regla general: la solubilidad de las sales poco solubles que
Contienen aniones básicos aumenta a medida que el pH baja.
Sumando 1 + 2


INTERACCIONES ELEMENTOS DENTARIOS ESMALTE COMO SISTEMA QUIMICO
Y FLUIDO BUCAL TRANSPORTE REACCIONES
MOL.. E IONES INTERCAMBIO DESMINERALIZACION
Interacciones Fco-químicas
SALIVA- DENTINA SALIVA-OHA REMINERALIZACION
Fluido Bucal

Biomoléculas REACCIONES SUP.
Fluido Bucal ESMALTE-COMP.
Esp. iónicas ORGANICOS

Elementos E. covalentes
Dentarios Bacterias

FASE
SÓLIDA
Sistema Heterogéneo



INTERACCIONES FASE SÓLIDA- FUIDO ORAL
DISOLUCION DEL ESMALTE
FLUIDO ORAL

VARIABILIDAD ACIDOS IONES COMPONENTES
FASE LIQUIDA
F.C F.D FOSFATOS DE CALCIO
FDC
VARIABILIDAD
Ca / P FOSFATOS DE CALCIO
FASE MINERAL 1.00

Fase Sólida ESMALTE

EQUILIBRIOS
Ca / P
INSTANTANEOS
1.67
OHA-CO3


EQUILIBRIO ACIDO FOSFORICO Y SUS SALES FOSFATOS DE CALCIO

PRESENTE EN
SALIVA,
Y FLUIDOS ORALES CRISTALES MONOCLINICOS
FINOS
H2PO4-
SOLUBILIDAD SE
INCREMENTA CON pH < 6
K1
O BRUSHITA SOLUCIONES ACIDAS
K2
H3PO4 HO - P - OH HPO42- PRESENTE EN CaHPO4 2H20 Kps = 2.77 x 10-7
HUESOS,
HUESOS
OH K3
PO43- DIENTES PRESENTE EN CARIES Y
Y CALCULOS CALCULOS DENTALES

POR HIDRÓLISIS ORIGINA OHA




DISOLUCION Y EQUILIBRIOS DE FOSFATOS DE CALCIO
FOSFATOS DE CALCIO

ES UN FOSFATO ACIDO
POR EL HPO4-2 Crist.
BRUSHITA CaHPO4 2H2O
SOLUBILIDAD SE
INCREMENTA CON pH < 6 F. OCTOCALCICO Ca8 H2 (PO4)6 5H2O
FOSFATO
OCTOCALCICO PRESENTE EN CARIES Y WITLOCKITE Ca9 Mg 0,7 Fe0,5 (PO4)6 PO3 OH
Ca 8 (HPO4)2 CALCULOS DENTALES
(PO4)4 5H2O OHA-CO3
OHA CO3 Ca
C 10(PO4)6 (OH)2-X (CO3)X
ESTRUCTURA SIMILAR A OHA
HIDROXIAPATITA Ca10 (PO4)6 (OH) 2
NO CONTIENE HIDROXILOS
FLUORAPATITA Ca10 (PO4) 6 F2

Solub.

SOLUBILIDAD DE LAS APATITAS
PROPIEDADES DE LAS APATITAS
2. FLUORAPATITA
S
3. HIDROXIAPATITA
O
L - 4. BRUSHITA
5. F. OCTOCALCICO
U 3
CRISTALES 5 - 1000 nm 5
B 4
I
GRAN AREA SUPERFICIAL 2
L -
I
D
SUSTITUCIONES IONICAS A
APATITAS D
CRISTALES IONICOS
-
Ca10 (PO4)6 X2 mg/Lt

DUROS REFRACTARIOS
PTO FUSION ALTO
! !
// !
0 5 6 7
pH



Mecanismo de desmineralización DESMINERALIZACION DE LAS APATITAS

Equilibrio sólido-liquido.
sólido-
Disolución
Ca10(PO4)6(OH)2 10 Ca2+ + 6 PO43– + 2 OH– AUMENTACON pH BAJO
sólido liquido
li id PRODUCTOS REACCIONAN
CON H+
Desmineralización Desmineralización
PO43– + H+ H PO42– + H+ H2 PO4– Desmineralización MAYOR AFINIDAD DEL
H+ POR OH-
APATITAS MAYOR DESMINERALIZACION
Solubilidad de las apatitas en medios ácidos. DE OHA
• En medio ácido se provoca una reacción de neutralización que
p q
solubiliza material sólido.
1. PO43- + H+ HPO42- + H2P04-
• En medio alcalino se desplaza la reacción en sentido contrario,
2. F- + H+ HF
depositándose material por precipitación.
3. OH- + H+ H 2O

VELOCIDAD DE DISOLUCION DE APATITAS

Aumenta:
- TAMAÑO PARTICULAS
- N° IMPERFECCIONES
VELOCIDAD
DISOLUCION Disminuye:
APATITAS IMPUREZAS
-IMPUREZAS
ESPECIFICAS
- MATERIAL DISUELTO
PERMANECE

Ismael Yévenes López 27


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