Practica-de-bioquimica-de-leo.docx

UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE MEDICINA DE CIUDAD MENDOZA

REGIÓN CÓRDOBA-ORIZABA ALUMNO: LEONARDO ORTIZ ALVAREZ SECCIÓN: 1

ACADÉMICO: DR. RAÚL MARISCAL REYES PRÁCTICA DE LABORATORIO EXPERIENCIA EDUCATIVA: BIOQUÍMICA BÁSICA FECHA: 09/ OCTUBRE/ 2018 MATRÍCULA: S18003655 CIUDAD MENDOZA, VERACRUZ

OBJETIVOS 

Que el alumno refuerce sus conceptos teóricos de pH, pOH y pK.



Que note la diferencia de un ácido fuerte y un ácido débil



Que entienda el concepto de Normalidad de los ácidos

FUNDAMENTO CONCEPTO DE pH El agua, el solvente universal de los seres vivos tiene entre otras propiedades, la de comportarse como una ácido débil, por lo que al aplicar la ecuación general de la ionización de los ácidos (HA->H+A-) queda: HOH OH- + H+, esto es lo que se denomina Ionización del agua. Recordando que la K de equilibrio de toda reacción química es igual a: Keq = (C) (D). ( en química escribir entre corchetes o paréntesis significa en moles/L)(A)(B) Podemos concluir que la K de la ionización del agua es por lo tanto: K = (H+) (OH-)(HOH). La posibilidad de que el H se encuentre como ión en el agua pura ha sido calculada en 1.8 por 10 a la menos 9 por cada mol de agua (18g), al multiplicar este valor por 55.6 moles ( No. De moles /L de agua) tenemos que existe aproximadamente a 25 grados C de Temp. 1 por 10 a la menos 7 moles de H+ por cada litro de agua (0.0000001 de mol o de g, ya que el H es el único que 1 mol es igual a 1 g).Por otro lado la cantidad de Ion OH tiene que ser igual a la de H+. Como la concentración Molar del agua (HOH=55.6) es una Constante, puede ser eliminada matemáticamente, quedando una nueva constante llamada Kw (o producto iónico del agua) que será igual a K= (H+) (OH-)= 1por 10 a la menos 7 por 1 por 10 a la menos 7= 1 por 10 a la menos 14. Esto es lo que determina la escala de pH que va de 0 a 14. Debe tenerse en cuenta que el agua pura solo puede tener esta concentración de protones (iones de H o H+).Pero al agregar al agua un compuesto que libera protones, o sea un ácido según la definición de Bronsted, estos se incrementaran y en la misma proporción disminuirán los iones OH-, pero siempre el producto de su multiplicación (OH- por H+) será de 1 por 10 a la menos 14 ya que se trata de una constante. Lo contrario ocurre al agregar una base, que es la que capta protones, por lo tanto estos disminuyen y en la misma proporción se incrementan los iones OH-, con objeto de mantener constante la Kw.

Por lo tanto en una solución que contenga un ácido o una base existirán cantidades variables de Iones H+ (o de iones OH-). Como estas cantidades son generalmente negativos, fue necesario crear un sistema adecuado para la medición de dichos iones. Esto fue creado por Sorensen que lo llamo pH y lo definió como el Log. Negativo de la concentración de iones H (pH=Log-(H+), también definió el pOH como Log-de (OH-), y como para multiplicar logaritmos se realiza una suma entonces pH+pOH=a 14, así una solución de pH 3 deberá tener pOH de 11. También deberá tenerse en mente que por cada mol de agua (18g) lo más que puede ionizarse de H es 1 g o sea un mol (pH de 1), en este caso el Log es 0, y equivale a pH de 0 y pOH de 14, de la misma manera por cada mol de agua lo más que puede ionizarse son 17 g de OH-(Que es 1 mol de OH) esto equivale a pOH de 0 y pH de 14. Habiendo entendido la participación del agua en este tema, su Kw, lo que es pH, la manera de medirlo y lo que es un ácido y una base, debe continuarse con la diferenciación entre ácido fuerte y débil, (También base fuerte y débil), ya que en los seres vivos existen una gran cantidad de moléculas que son ácidos o bases débiles v.gr: aminoácidos, proteínas, Ac. Nucleicos, bicarbonato, etc. Ácido fuerte es aquel que en Solución acuosa se ioniza totalmente, aún en pH ácidos y Base fuerte es la que se ioniza totalmente aún en pH alcalinos. Los ácidos y Bases débiles solo se ionizan parcialmente. Debemos recordar que la forma ionizada de un ácido es la no protonada (A- + H+) y la de una Base es la protonada (NH4+) y que un ácido deberá ionizarse cuando hay déficit de H+ y una Base cuando hay acidosis (exceso de H+). Para valorar la fuerza de un ácido se utiliza el pK, que se define como el Log negativo de K (Constante de ionización de un ácido) cuando la proporción de ácido ionizado y no disociado está igual) (50% y 50%). Amortiguador, Buffer o tampón es un compuesto que resiste los cambios de pH, se obtienen con la mezcla de un ácido débil (o una Base débil) y su sal correspondiente, son de mucha utilidad en el Laboratorio para mantener constantes los medios de trabajo y en la Fisiología para ayudar a mantener la Homeostasis. Por todo lo anterior se programan dos prácticas relativas a este tema, el primero es una titulación de un ácido fuerte, como es el HCL ,comparada con una titulación de un ácido débil como es el ácido acético, con objeto de comparar sus diferentes curvas de titulación, así como también se conozca cómo se obtiene el pK . La segunda práctica es de Amortiguadores, con objeto de que el alumno observe los diferentes poderes de amortiguación de algunas sustancias. Asimismo esta práctica se aprovecha para explicar conceptos relacionados como son: A. Conocimiento y uso de Logaritmos, Cologaritmos y Antilogaritmos B. Aprendizaje de lo que es un Equivalente Químico y que son las soluciones Normales. C. Aplicación de la Ecuación de Henderson-Hasselbach que dice que pH=pk+Log. SAL/ÁCIDO, la cual sirve para calcular el pH de una solución conociendo el pK y la concentración de la Sal

ÁCIDOS Un ácido es cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7 independientemente un ácido como un compuesto que dona un catión hidrógeno (H+) a otro compuesto denominado base El grupo polar carboxilo presenta la característica de estar formado por un grupo carbonilo y un grupo hidroxilo, lo que facilita que las moléculas de los ácidos formen asociaciones moleculares por puente de hidrógeno (formación de dímeros). Los puntos de fusión varían de un modo irregular, lo cual está relacionado con el modo de orientarse las moléculas cuando el compuesto adquiere el estado sólido. Los primeros miembros de la serie son solubles en agua, pero, a medida que aumenta la cadena carbonada, la solubilidad disminuye rápidamente. 1.-Tienen sabor ácido como en el caso del ácido cítrico en la naranja. 2.-Cambian el color del papel tornasol azul a rosado, el anaranjado de metilo de anaranjado a rojo y deja incolora a la fenolftaleína. 3.-Son corrosivo. 4.-Producen quemaduras de la piel. 5.-Son buenos conductores de electricidad en disoluciones acuosas. 6.-Reaccionan con metales activos formando una sal e hidrógeno. 7.-Reaccionan con bases para formar una sal más agua. 8.-Reaccionan con óxidos metálicos para formar una sal más agua.

BASES Las Bases, presentan apariencia jabonosa. Definición de Arrhenius señalaba que base es toda sustancia que en disolución acuosa se ioniza para dar lugar a iones OH". De esta forma se explica el comportamiento básico del NaOH. Y otro ejemplo claro es el hidróxido potásico,de fórmula KOH: KOH → OH- + K+ (en disolución acuosa) La definición inicial corresponde a la formulada en 1887 por Arrehnius. La teoría de Brönsted y Lowry de ácidos y bases, formulada en 1923, dice que una base es aquella sustancia capaz de aceptar un protón (H+). Esta definición engloba la anterior: en el ejemplo anterior, el KOH al disociarse en disolución da iones OH-, que son los que actúan como base al poder aceptar un protón. Esta teoría también se puede aplicar en disolventes no acuosos. Lewis en 1923 amplió aún más la definición de ácidos y bases, aunque la teoría de Lewis no tendría repercusión hasta años más tarde. Según la teoría de Lewis una base es aquella sustancia que puede ceder un par de electrones. El ión OH-, al igual que otros iones o moléculas como el NH3, H2O, etc., tienen un par de electrones no enlazantes, por lo que son bases. Todas las bases según la teoría de Arrehnius o la de Brönsted y Lowry son a su vez bases de Lewis. 1. Cambian de color a los indicadores tratados previamente con ácidos. 2. En disolución, presentan sabor amargo (a lejía); también destruyen los tejidos vivos y conducen la corriente eléctrica. 3. Anulan ("neutralizan") el efecto de los ácidos. 4. Generan precipitados (sustancias en fase sólida en el seno de un líquido) al ser puestas en contacto con ciertas sales metálicas (por ejemplo, de calcio y de magnesio). 5. Sus disoluciones acuosas producen una sensación suave (jabonosa) al tacto. 6. Sus disoluciones acuosas cambian el color de muchos colorantes vegetales; por ejemplo, devuelven el color azul al tornasol enrojecido por los ácidos. 7. Precipitan muchas sustancias, que son solubles en los ácidos.

MATERIALES

 HCL concentrado.  NaOH 1N  Ácido acético concentrado.  Agua destilada.  Matraces Erlenmayer  Vasos de precipitado de 50 ml.  Bureta  Potenciómetro  Tiras reactivas para medir pH de 1 a 14.  Papel milimétrico.

PROCEDIMIENTO 1. A partir de las 3 soluciones madres preparar 100 ml. de HCl, de NaOH y ácido acético al 0.1 N, diluyéndolo con agua destilada. 2. Colocar en un vaso de precipitado 20 ml. de HCl 0.1 N y en otro 20 ml. de ácido acético también 0.1 N. 3. Colocar en una bureta 50 ml. de NaOH 0.1 N. 4. Medir pH con potenciómetro y tira reactiva del HCl 0.1 N. 5. Agregar 4ml. de NaOH a la sol. de HCL, medir pH con los 2 métodos. 6. Agregar de 4 en 4 ml hasta completar 20 ml. de NaOH, siempre midiendo el pH por los 2 métodos. 7. Anotar todos los resultados y elaborar una gráfica en el papel milimétrico.

8. Repetir todos los pasos del 4 al 7, pero con el ácido acético 0.1N, elaborando una gráfica de esta titulación.

ANÁLISIS DE RESULTADOS 1. Comparar las dos gráficas y explicar las diferencias si las hay. 2. Explicar lo que es amortiguación. 3. Señalar qué es el pK y explicarlo. 4. Tratar de comprender la utilidad de la ecuación de Henderson Hasselbach 5. Explicar cómo funciona un potenciómetro y un método colorimétrico

Comparar las dos gráficas y explicar las diferencias si las hay

SUSTANCIA pH

ph 4ml

ph 8ml

ph 12ml

ph 16ml

ph 20ml

4

5

06

09

10

13

1

2

9

11

12

13

INICIAL Ácido acético HCL 0.1 N

AMORTIGUACIÓN Un tampón amortiguadora o solución reguladora es la mezcla en concentraciones relativamente elevadas de un ácido débil y su base conjugada, es decir, sales hidrolíticamente activas. Tienen la propiedad de mantener estable el pH de una disolución frente a la adición de cantidades relativamente pequeñas de ácidos o bases fuertes. Este hecho es de vital importancia, ya que meramente con un leve cambio en la concentración de hidrogeniones en la célula se puede producir un paro en la actividad de las enzimas. PK Constante de acidez, constante de ionización. Es la constante de equilibrio de una reacción conocida como disociación en el contexto de las reacciones ácido-base.

ECUACIÓN DE HENDERSON HASSELBACH La ecuación de Henderson-Hasselbalch es una expresión utilizada en química para calcular el pH de una disolución reguladora, o tampón, a partir del pKa o el pKb (obtenidos de la constante de disociación del ácido o de la constante de disociación de la base) y de las concentraciones de equilibrio del ácido o base y de sus correspondientes base o ácido conjugado, respectivamente. Considera la ionización de un ácido débil HA que tiene algún valor de pKa. Es conveniente poder relacionar el pH de una disolución de un ácido débil con su pKa y con el grado de ionización. La reacción sería: HA H+ + AEsta ecuación se puede reorganizar para despejar la concentración de iones hidrógeno porque, recuerda, queremos una ecuación que relacione el pH de la disolución con el pKa y con el grado de ionización del ácido débil. Ésta conocida ecuación de Henderson-Hasselbalch que se utiliza a menudo para realizar los cálculos que requiere la preparación de disoluciones tampón en el laboratorio, o para otras aplicaciones. Fíjate en varios aspectos interesantes relacionados con esta ecuación. Primero, si pH = pKa, el logaritmo de la relación de concentraciones de las formas disociada y sin disociar será cero, de manera que estas concentraciones serán iguales. En otras palabras, cuando el pH es igual al pKa, el ácido estará disociado al 50%.

Segundo, date cuenta de que cuando el pH aumenta o disminuye una unidad en relación con el pKa, la relación entre las formas del ácido disociada y sin disociar cambia en un factor de 10. Es decir, si el pH de una disolución es 6 y el pKa es 7, la relación [ A-]/[ HA] será 0,1; si el pH fuera 5, la relación sería 0,01 y si el pH fuera7, la relación sería 1. También, date cuenta de que si el pH está por debajo del pKa, la relación es < 1, mientras que si el pH está por encima del pKa, la relación será >1. Resumiendo, la ecuación de Henderson-Hasselbalch aporta mucha información. Debes estudiarla para comprender todo lo que deriva de ella.

EXPLICAR CÓMO FUNCIONA UN POTENCIÓMETRO Y UN MÉTODO COLORIMÉTRICO Un potenciómetro es el dispositivo que se utiliza para medir la diferencia de potencial existente entre un electrodo de trabajo y uno de referencia, cuando ambos están sumergidos en una solución de la cual se desea determinar su acidez o basicidad, expresando esta como pH.

De esta manera, la potenciometría se refiere al método analítico empleado en la determinación de la concentración de iones H+ en una sustancia que se encuentra en solución, mediante el uso de un potenciómetro y los dos electrodos antes mencionados.

¿Cómo funciona? El funcionamiento de un potenciómetro se basa en el mecanismo de una celda electroquímica, donde se involucran iones H+ en la reacción química de la celda para determinar la concentración de estos iones en la solución y, de esta manera, obtener el pH de la misma. Cuando se desea medir el pH de una solución mediante la potenciometría se emplea un potenciómetro y un electrodo; el primero es el dispositivo que determina el pH, mientras que el segundo se basa en la combinación de un electrodo de referencia y otro de medición que es sensible a los analitos. En este sentido, se forma un circuito por donde fluye la corriente eléctrica entre los electrodos y la solución, donde estos ejercen la función de una batería cuando se sumergen en la mencionada solución. De esta manera, el potenciómetro está diseñado con el fin de generar un voltaje igual a cero (en unidades de milivoltios) cuando se tiene un pH igual a siete; es decir, neutro. Asimismo, cuando se registra un incremento en los valores de potencial (con números positivos) significa que se tienen valores menores de pH, y cuando se observa una disminución de estos —es decir, un crecimiento hacia los números negativos— se habla de valores mayores de pH.

MÉTODO COLORIMÉTRICO Para determinación del pH del suelo, en particular el implementado en las tirillas indicadoras de pH. Las tirillas para determinación de pH están constituidas por una matriz de papel o polímero sintético impregnado con reactivos que cambian su color a diferentes pH (Sheppard y Guiseppi–Elie, 1999). La medición de pH con tirillas es una metodología rápida y económica, y es una opción razonable cuando la precisión de las determinaciones requiere una sensibilidad igual o mayor a 0,5 unidades de pH (Thomas, 1996; Sheppard y Guiseppi– Elie, 1999). La principal limitante de este método es la capacidad del ojo humano, que solo es capaz de discriminar el cambio de color de la sustancia indicadora de pH cuando una de las formas coloreadas de la sustancia está presente en una concentración 10 veces superior a la otra, lo que corresponde a variaciones de una unidad de pH. Además, la precisión de la determinación de pH con tirillas es afectada por la concentración de sales, por la temperatura y por la reacción con sustancias orgánicas (Sheppard y Guiseppi–Elie, 1999; Yuqing et al., 2005). En el caso de las determinaciones de pH con tirillas el nivel de carbono orgánico del suelo (COS) es un factor relevante. Pandey et al. (2013) han observado una relación negativa entre el pH y el COS. Esta relación fue identificada también por Gallardo Lancho (1999), quién encontró una correlación negativa significativa entre el carbono orgánico total extraíble y el pH en agua del suelo. Dicha correlación se redujo al determinar el COS por combustión húmeda. Por el contrario, Paz González et al. (1997) no encontraron correlación alguna entre los valores de pH medidos con tirillas y el COS.

EVIDENCIAS

CONCLUSIONES La práctica pone a prueba tanto nuestra destreza como paciencia, ya que se trata de adquirir habilidad y que nos familiaricemos con el laboratorio… en nuestra practica pudimos observar como al ir diluyendo una muestra sobre la otra los niveles de su ph iban cambiando del ph que tenía originalmente y así pudimos observar cómo se calcula el ph, aprendimos acerca de de cuáles son los valores normales y que procesos y métodos usaremos para medirlo