4. Ácidos y Bases
Ácidos y Bases (teoría de Bronsted-Lowry)
Ácido: especie química que tiende a
ceder protones
Base: especie química que tiende a
aceptar protones
A - + H+
AH
B +
H+
BH+
Ácido
Ác. Clorhídrico
Ác. Fórmico
Ác. Acético
Ác. Carbónico:
Disociación 1
Disociación 2
Ác. Fosfórico:
Disociación 1
Disociación 2
Disociación 3
Amoníaco
Metilamina
Base
conjugada
HCl
H-COOH
CH3-COOH
ClH-COOCH3-COO-
H2CO3
HCO3-
HCO3CO32-
H3PO4
H2PO4HPO42NH4+
CH3NH3+
H2PO4HPO42PO43NH3
CH3NH2
Ácidos y Bases (teoría de Lewis)
Bases: grupos moleculares con pares
electrónicos libres (nucleófilos)
Ácidos: grupos moleculares con afinidad
hacia pares electrónicos libres (electrófilos)
Ecuación de
HendersonHasselbach
A- + H+
AH
[A-][H+]
Ka =
[AH]
logKa = log
[H+]
-]
[A
+ log
[AH]
-log [H+] = -logKa + log
[A-]
[AH]
[base]
pH = pKa + log
[ácido]
Producto iónico del agua
H2O
H+ + OH[H+][OH-]
Kd =
[H2O]
Kd[H2O] = [H+][OH-] = 10-14
Concepto de pH
- Logaritmo cambiado de signo de
la concentración de hidrogeniones
- Dado el producto iónico del agua,
[H+][OH-] = 10-14
la neutralidad ácido-base tiene lugar cuando
[H+] = [OH-] = 10-7 ; pH = 7
- Medio ácido: pH < 7 Medio básico: pH > 7
Concepto de pKa
- Logaritmo cambiado de signo de la constante de equilibrio de
disociación de un ácido de Bronsted
- Es propio de un grupo, no de una molécula
- Cuando pH = pKa, [ácido] = [base]
- La capacidad tampón es máxima en las proximidades del pKa
- Un ácido es tanto más fuerte cuanto más bajo es su pKa; una
base es tanto más fuerte cuanto más alto es su pKa.
pKa de algunos sistemas ácido-base
Ác. Fórmico
Ác. Acético
Ác. Fosfórico:
Disociación 1
Disociación 2
Disociación 3
Amoníaco
Metilamina
3.75
4.76
2.14
7.20
12.40
9.25
10.60
Titulaciуn de бcido acйtico
CH3 COOH
CH3 COO- + H+
9
8
CH3 COO-
7
pH
6
5
pKa
4
3
CH3 COOH
2
1
0
1
Base aсadida
Titulaciуn de un aminoбcido
16
R CH COO-
14
NH2
12
pH
10
pKN
8
R CH COO-
6
NH3+
4
2
pKC
R CH COOH
0
NH3+
0
1
Base aсadida
2
Comportamiento tampón
Titulaciуn de бcido acйtico
9
8
7
pH
6
5
4
3
2
1
0
1
Base aсadida
Sistema carbónico-bicarbonato
CO2 + H2O
H2CO3
HCO3- + H+
- pKa relativamente alejado del pH fisiológico
- Ácido: [CO2]
Base: [HCO3-]
- [CO2]: regulado por la respiración
- [HCO3-]: regulado por excreción renal
Sistema de los fosfatos
H3PO4
H2PO4-
HPO4--
PO4---
- La segunda disociación tiene un pKa adecuado
al tamponamiento fisiológico, pero su concentración
es relativamente baja.
Sistema de las proteínas
- Las proteínas tienen una gran cantidad de grupos
disociables que contribuyen a su capacidad tampón.
- Es un sistema de gran capacidad
- Son particularmente eficientes como tampones las
proteínas ricas en el aminoácido histidina
H
O
H
O
N
C
CH
N
C
CH
CH2
CH2
NH
HN
N
HN
+ H+
0
