Tema 3: Escala e Indicadores de pH PDF

Dra. Carmen Encinas Barrientos. BIOQUÍMICA TEMA 3 ESCALA E INDICADORES DE pH ESCALA DE pH.- lo El agua es un elect...

Dra. Carmen Encinas Barrientos. BIOQUÍMICA TEMA 3 ESCALA E INDICADORES DE pH ESCALA DE pH.- lo El agua es un electrolito débil cuyas moléculas se disocian en muy pequeña cantidad, que verdaderamente ocurre es un equilibrio en el que está implicado el i6n hidronio (H30”), esta disociación puede expresarse en forma de este equilibrio químico equivalente. 280 — H;0* + OH- f Aunque se puede simplificar expresándolo como H0 —__>5 H* + OH- Los valores tan ínfimos de concentración de protones e hidroxilos que se han estado manejando son incómodos para el trabajo habitual. Por ello es que en 1909, Sóreh Peter Sórensen, bioquímico danés, estableció la denominada escala de pH (abreviatura del potencial de H, ya que el pH varia proporcionalmente al potencial de un electrodo de H introducido en la disolución). El pH se define como el logaritmo decimal de la concentración molar de iones hidrógeno, hidrogeniones o iones hidronio, con el signo cambiado. Análogamente se define pOH como el logaritmo decimal de la concentración molar de iones hidroxilo, con el signo cambiado. Lógicamente en una concentración cualquiera, la suma del valor de pH y de pOH es 14. DEFINICIÓN DE pH La acidez de una solución depende de la concentración de iones hidrógeno y se caracteriza por el valor del pH, se define como el logaritmo negativo de base 10 de la concentración de H*: pH=- logio [H*] EL pH.- Se define como el logaritmo decimal de la concentración molar de iones hidrógeno, hidrogeniones o iones hidronio, con el signo cambiado. pH = -Log [H*] 19 Scanned with ACE Scanner  Dra. Carmen Encinas Barrientos. SIOQUÍMICA El término pH ha sido universalmente utilizado por la facilidad de su uso, evitando así el manejoi 3 de cifras ; largas y complejas. En- " disoluciones " il diluidas en lugar de utilizar | a actividad del ion hidrógeno, sc le puede aproximar utilizando la concentración molar del ion hidrógeno. Por ejemplo, una concentración de [H'] = 1x1077 M. (0,0000001) es simplemente un pH de 7, ya que: pH = - log = 7. El pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7, y básicas las que tienen pH mayores a 7. El pH igual a 7 indica la neutralidad de la disolución (siendo el disolvente agua). Se considera que p es un operador logarítmico sobre la concentración de una solución: p = - log [...], también se define el pOH, que mide la concentración de iones hidrógeno. Simplificando podemos afirmar que las sustancias capaces de liberar iones hidrógeno (H") son ácidas y las sustancias capaces de ceder grupos hidroxilo (OH') son básicas o alcalinas. De este modo, el ácido nitrico, al adicionarlo al agua se ioniza aportando iones hidrógeno o protones a la solución. HNO; €-> NOz + H* El agua puede comportarse como un ácido o como una base: H,0 €> H* + OH Las letras pH son una abreviación de “pondus hydrogenii”, traducido como potencial de hidrógeno, y fueron propuestos por Sorensen en 1909, que las introdujo para referirise a concentraciones muy pequeñas de iones hidrógeno. Sorensen fue el creador del concepto de pH anteriormente mencionado. EL ION HIDRÓGENO El cuerpo humano produce ácido de forma continua. Cada día un individuo adulto normal, produce aproximadamente 20.000 nmol de ácido volátil (ácido carbónico) y unos 80 nmol de ácido no volatil. La mayor parte de ácido volatil se produce en forma de CO> durante Ja respiración celular y reacciona con agua para formar ácido carbónico y bicarbonato. El ácido no volátil se origina principalmente a partir de la transformación metabólica de las proteinas contenidas en los alimentos, sobre todo a partir de los aminoácidos metionina y cisteína. Otros ácidos se originan del metabolismo de los hidratos de carbono y las grasas, de las nucleoproteinas (ácido úrico) y de los compuestos fosforados inorgánicos. 20 Scanned with ACE Scanner  BIOQUÍMICA Dra. Carmen Encinas Barrientos. Los ácidos no volátiles son principalmente residuos de ácido fosfórico y ácido sulfúrico procedentes del metabolismo. El ácido volátil es exclusivamente dióxido de carbono. A medida que se producen los iones hidrógeno (H') son neutralizados por sistemas de tampón circulantes. En el organismo se produce continuamente H* pero no OH -; ésta es una de las razones p más importantes del hecho de que la acidosis sea mucho más frecuente q que la alcalosisis. Análogamente sc define pOH como el logaritmo decimal de la concentración molar de iones hidroxilo, con el signo cambiado. En una disolución cualquiera, la suma del valor de pH y de pOH es 14. Clasificación de disoluciones.- 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 inferior a 7 Básicas: si el valor del pH es superior a 7 Para calcular el pH de soluciones ácidas y alcalinas se debe: 1. Calcular la concentración del ion hidrógeno, (H”) 2. Calcular el logaritmo de base 10 de (H*) 3. El pH es el negativo del valor encontrado en el paso 2, para agua pura a 25°C pH= -log (H*) = - log 107 = -(-7) = 7.0 pH del HO = 7.0 Los valores de pH bajos corresponden a concentraciones elevadas de H* y los valores de pH altos conciernen a concentraciones bajas de H*. Un pH bajo expresa una solución ácida y un pH alto manifiesta una solución básica o alcalina INDICADORES DE pH.- El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un pH metro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al ion hidrógeno. 21 Scanned with ACE Scanner BIOQUÍMICA Dra. Carmen Encinas Barrientos. También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución empleando indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea el papel indicador. Un indicador de pH es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se utiliza como indicador sustancias químicas que cambian su color al cambiar el pH de la disolución, el cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la sustancia. en Se utilizan para cllo cicrtas sustancias, sobre todo para valoraciones ácido / base química analítica, y para medir el pH de una disolución, aunque de forma cualitativa. de un Los más conocidos son el naranja de metilo, que vira en el intérvalo de 3.1 a 4.4, 10, color rojo a uno naranja, y la fenolfialeina, que vira desde un pH de 8 hasta un pH de transformando disoluciones incoloras en discluciones con colores rosados/ violetas. Indicadores de pH INDICADOR pH Color pH Color Amarillo de Metilo | 2.9 Rojo 4 Amarillo Fenolftaleina 8 Incoloro 10 Violeta Rojo de Metilo 42 Rojo 6.2 Amarillo Timolftaleina 8.6 Incoloro 10 Azul Tornasol 4.5 Rojo 8 Azul Entre los indicadores de pH incluyen: el papel de tornasol, naranja de metilo, fenolfialeina, ccbolla morada, jamaica roja, telometodilo de alcanfor, motherforhdio (col morada). 22 Scanned with ACE Scanner BIOQUÍMICA Dra. Carmen Encinas Barrientos. Papel indicador de pH: El INDICADOR es una sustancia que tiene la propiedad de cambiar de color. Cuando se encuentra en presencia de un ácido el indicador mostrará un color y en el caso de una base revelará otro color; demostrando la mayor o menor concentración de hidrógeno. Generalmente son colorantes orgánicos. PH EN FLUIDOS ORGÁNICOS : Sangre, orina y saliva. pH en sangre.- El pHdel líquido extracelular se conserva entre 7.35 y 7.45 en personas sanas. El sistema amortiguador del - bicarbonato (HCO3-/ H2COs) tiene una particular importancia a este respecto. Cuando el pH es inferior a 7.35, se presenta un estado de acidosis y de manera inversa, cuando el pH es superior a 7.45 existe alcalosis, que pueden ser metabólicas o respiratorias que se verá en el siguiente tema. bucodental, ya pH en saliva.- El pH de la saliva tiene una alta implicación en la salud entre 6,5 y 7 para que es un factor protector frente a la caries. Sus niveles deben oscilar que, al igual que que se mantenga el equilibrio de la salud oral. La boca es un ecosistema otras partes del organismo, requiere un pH equilibrado. tico que se puede La importancia odontológica del estudio de pH radica en el diagnós abajo es indicativo de realizar en función al pH de la saliva de un paciente, de 5.9 hacia do con placa caries, en cambio un pH superior a 7.5 es indicativo de que está cursan dentobacteriana. acidifican Existen varios aspectos que alteran el pH de la saliva, que alcalinizan o progresivamente el organismo y por consecuencia la calidad de la saliva e Los alimentos » Bebidas * El tabaco e Lafalta de sueño 23 Scanned with ACE Scanner  Dra. Carmen Encinas Barrientos. BIOQUÍMICA « Lacontaminación un pH medio de la » La edad puede ser también un factor, ya que los niños tienen más ácida, con un pH de la saliva de 7,5, mientras que los adultos tienden a ser saliva de 6,5 o inferior. ales pH de Líquidos biológicos y otros líquidos natur Líquido pH Agua de mar 7.0-7.5 Plasma sanguíneo 7.4 Líquido intersticial | 7.4 Liquidos intracelulares - Musculo 6.1 - Higado 6.9 Jugo géstrico 12-3.0 Jugo pancreático 78-8.0 Su 63-72 Leche de vaca 6.6 Orina 58 Zumo de tomate 43 Zumo de pomelo 32 Refresco cola 28 Zumo de limón 23 En este cuadro se observa la diferencia de pH que existe entre los diferentes líquidos de nuestro organismo y otros líquidos naturales. PH en orina.- Los valores normales fluctian entre 4.6 y 8.0 en el Ph, éste amplio margen E en función - a varios : factores principalmente — : de : a la alimentación e hidratación de la p ersona. El pH de la orina ñ mide i sii nuestro organismo i se encuentra en una situación de equilibrio o desequilibrio, gracias a una escala de valores que va desde el 0 hasta el número 14. Si el PH de la orina i es superioi r a 7, la orina j suele considerarse alcalina y podría ser un sign si o de infe i ccio i nes urininari arias, como la cistitis, por el contrario, el pH es 24 Scanned with ACE Scanner  Dra. Carmen Encinas Barrientos. BIOQUÍMICA y podría provocar la bajo, por debajo del número 5, la orina se define como ácida vejiga. formación de cálculos renales o la inflomación de la en odontología.- pH de sustancias químicas, alimentos y su repercusión se tiene el pH de distintas sustancias químicas y alimentos que A continuación cotidinnamente son utilizados y en el caso de los alimentos ingeridos por el hombre: pH de distintos alimentos y sustancias en escala de pH The pH Scale Tomato | | Aikaline | | Acidic Neutral 25 Scanned with ACE Scanner BIOQUÍMICA Dra. Carmen Encinas Barrientos, es alcalino Sc considera que un alimento es muy ácido cuando tienc un pH entre 0 y 4, y entre o de baja acidez cuando su pH es superior a 4,5. Los alimentos que tienen un valor 4 y 4.5 se consideran neutros o ácidos. Repere ón del pH de los alimentos en Odontología.- entre las Mantener un buen equilibrio del pH en la boca permite un balance saludable en nuestra boca son bacterias orales buenas y malas, muchas de las buenas bacterias la digestión de los inofensivas, incluso un grupo conocido como probióticos ayuda en alimentos. granos aumentan la Ciertos alimentos como las bebidas azucaradas, aperitivos y algunos que son muy acidez en la boca modificando el pH drásticamente, en cambio los alimentos a neutralizar ácidos como por ejemplo los limones reducen el pH aunque la saliva ayuda en el ácido, el problema sé presenta cuando el pH toma mucho tiempo para neutralizarse la boca, dando tiempo suficiente a las bacterias dañinas para causar estragos en los dientes y encías. Se sabe que tanto a nivel preventivo como paliativo el estrés oxidativo tiene una importancia radical tal y como corroboran miles de estudios científicos intemacionales. El problema es que nuestro organismo se deshace rápidamente de los antioxidantes (electrones) transportados por el agua en cuanto entra en contacto con el mismo. Cuando comemos y bebemos, las bacterias en la boca comienzan a descomponer los carbohidratos. En consecuencia, liberan varios tipos de ácidos que bajan el pH de la saliva. Los hábitos de alimentación son uno de los factores que actúan sobre el desequilibrio del pH salival: * - Ingestas frecuente y repetida en espacios cortos de tiempo de alimentos ricos en azucares. Consumo repetido y frecuente de bebidas con pH acido (bebidas carbonatadas, bebidas energéticas, café, alcohol, etc.) ilatar en el tiempo el consumo de bebidas acidas, es decir, si no puedes evitar tomarla hazlo lo más rápido posible. Beber agua después de su consumo ayuda a reequilibrar el pH. 26 Scanned with ACE Scanner