Temas en clase Ecuación de Henderson-Hasselbalch

Ecuación de Henderson-Hasselbalch

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+ + A-

La constante de disociación del ácido (Ka) para esta reacción, vendría dada por la ecuación
Esta 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. La forma en la que queda la ecuación es

Por definición, log ( 1/ [H+] ) = pH y log ( 1/Ka ) = pKa , así que, aplicando logaritmos a la ecuación anterior, obtenemos

pH= pka + log [A-]

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[HA]

Esta es la 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.

EJEMPLOS DE LA ECUACION DE HENDERSON-HASSELBALCH.

PROBLEMAS:

1. La aspirina es un ácido débil (le cuesta trabajo liberarse de los iones H) con un pka de 3.5. Se absorbe a la sangre a través delas células que cubren el estómago y el intestino delgado. La absorción requiere del paso a través de la membrana plasmática, la velocidad del cual viene determinada por la molaridad de la molécula: las moléculas cargadas y muy polares pasan lentamente, mientras que las que son hidrófobas neutras pasan rápidamente . El pH del contenido del estómago es de larededor de 1.5 y el pH del intestino delgado es de 6 ¿Dónde se absorbe más aspirina en el estómago o en el intestino delgado?

Se absorbe más aspirina en el estómago ya que sus moléculas están menos cargadas y por lo tanto pasan mas rápidamente.

pka= 3.5

pH estómago= 1.5

pH intestino= 6

Estómago:

pH= 3.5+log [A-]/[1molar]

1.5-3.5=log [A-]

10-2= [A-]

[A-]= 0.1

Intestino delgado:

pH= 3.5 + log [A-]/[1 molar]

6-3.5= log [A-]

2.5=log [A-]

102.5=[A-]

[A-]= 316.22 (pasan las moléculas más lentas porque están más cargadas y más polares)

1. Tratamiento de la urticaria por hiedra venenosa. Los componentes de la hiedra y el roble venenosos que proucen la urticaria carcterística, son catecoles sustituidos con grupos alquilos de cadena larga. Si el lector hubiera estado expuesto a la acción de la hiedra venenosa ¿Cuál de los tratamientos siguientes aplicaría a el área infectada? pka=8

• (a) Lavar el área con agua fría. pH 7
• (b) Lavar el área con vinagre diluido o de zumo de limón. pH 3
• (c) Lavar el área con jabón y agua. pH 8
• (d) Lavar el área con jabón, agua y bicarbonato de sódico. pH 13

Sustituyendo en la fórmula de la ecuación de Henderson-Hasselbalch

(a) pH-pka=log [A-]/[HA]

7(1molar)= 8 +log[A-]

7-8=log[A-]

-1=log[A-]

10-1= 0.1 Agua fría.

(b) pH-pka= log [A-]/[HA]

3(1 molar) = 8+ log [A-]

3-8=log [A-]

-5=log [A-]

10-5 =[A-]

[A-]= 1x10-5 Vinagre diluido o de zumo de limón.

(c) pH-pka=log [A-]/[HA]

8(1 molar)= 8 + log [A-]

8-8=log [A-]

0=log [A-]

100 =[A-]

[A-]= 1 Jabón y agua.

(d) pH-pka=log [A-]/[HA]

13(1 molar)= 8 + log [A-]

13-8=log [A-]

5= log [A-]

105= [A-]

[A-]=100000 jabón, agua y bicarbonato sódico.

Las moléculas de la solución de jabón, agua y bicarbonato sódico son las más cargadas y polares en comparación con las demás soluciones y por lo tanto al lavar el área infectada por veneno con jabón, agua y bicarbonato sódico el veneno pasará más lentamente al organismo. Mientras tanto, las moléculas de la solución de vinagre diluido o zumo de limón son mucho menos polares e hidrófobas neutras en dicha solución pasaría más rápidamente el veneno. En este problemas conviene que el veneno pase lo más lentamente posible y por ello el área infectada debe de ser lavada con jabón, agua y bicarbonato sódico.

Temas en clase Carbohidratos

Carbohidratos.

Un carbohidrato es un polihidroxialdehído o polihidroxicetona.

Los hidratos de carbono son una clase básica de compuestos químicos en bioquímica. Son la forma biológica primaria de almacenamiento o consumo de energía; otras formas son las grasas y las proteínas. El término hidrato de carbono es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales químicos.

Familia de monosacáridos.

Tipos de Carbohidratos

Monosacáridos. son los que están formados por una molécula de azúcar
Disacáridos. Al hidrolizarse producen dos monosacáridos.(2 moléculas de azúcar)
Oligosacáridos. Al hidrolizarse se producen de tres a veinte moléculas de monosacáridos.
Polisacáridos. Al hidrolizarse producen más de veinte moléculas de monosacáridos.(miles de moléculas de azúcar)

Temas en clase Ácidos y bases.

Ácidos y Bases.

• Según Arrhenius un ácido es una especie química que en solución acuosa es capaz de liberar un ión H. Y una base es la que libera un ión OH.


• Según Bronsted-Lewry un ácido es una sustancia capaz de liberar un protón. Y una base es una sustancia cpaz de aceptar un protón.


• Lewis dice que una base es aquella sustancia química capaz de donar un par de electrón y un ácido acepta un par de electrón.

Unidad 1

Agua

El agua es un compuesto formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Su fórmula molecular es H2O. Se halla en forma líquida en los mares, ríos, lagos y océanos. En forma sólida, nieve o hielo, en los casquetes polares, en las cumbres de las montañas y en los lugares de la Tierra donde la temperatura es inferior a cero grados Celsius. Y en forma gaseosa se halla formando parte de la atmósfera terrestre como vapor de agua.

El agua es el componente celular más abundante y tiene el caracter de componente indispensable para la vida, así los los nutrientes que consume la célula, el oxígeno que emplea para oxidarlos y sus productos de desecho son transporatdos por el agua y la mayoría de las funciones de los organismos como nutrición, excresión, respiración dependen de la oresencia del agua.

Algunas de sus importancias biológicas son las siguientes:

• Es un buen disolvente, así son tomados los nutrientes por las células y son eliminados los desechos.
• Posee un calor específico elevado, contribuyendo a mantener constante la temperatura de los organismo, propiedad que impide el calentamiento y el enfriamiento rápido de los seres vivos.
• Sirve como lubricante del cuerpo, ejemplo; el mucus de las fosas nasales.

Propiedades físicas:

• Presenta un punto de ebullición de 373 K (100 °C) a presión de 1 atm.
• Tiene un punto de fusión de 273 K (0 °C) a presión de 1 atm.
• El agua pura no conduce la electricidad (agua pura quiere decir agua destilada libre de sales y minerales)
• Es un líquido inodoro e insípido. Estas son las propiedades organolépticas, es decir, las que se perciben con los órganos de los sentidos del ser humano.
• Se presenta en la naturaleza de tres formas, que son: sólido, líquido o gas.
• Tiene una densidad máxima de 1 g/cm3 a 277 K y presión 1 atm. Esto quiere decir que por cada centímetro cúbico (cm3) hay 1g de agua.
• Forma dos diferentes tipos de meniscos: cóncavo y convexo.
• Tiene una tensión superficial, cuando la superficie de los líquidos se comporta como una película capaz de alargarse y al mismo tiempo ofrecer cierta resistencia al intentar romperla y esta propiedad ayuda a que algunas cosas muy ligeras floten en la superficie del agua.
• Posee capilaridad, que es la propiedad de ascenso o descenso de un líquido dentro de un tubo capilar.
• La capacidad calorífica es mayor que la de otros líquidos.
• El calor latente de fusión del hielo se define como la cantidad de calor que necesita un gramo de hielo para pasar del estado sólido al líquido, manteniendo la temperatura constante en el punto de fusión (273 k).
• Calor latente de fusión del hielo a 0 °C: 80 cal/g (ó 335 J/g)
• Calor latente de evaporación del agua a 100 °C: 540 cal/g (ó 2260 J/g)

Puentes de hidrógeno.

Dado que el átomo de oxígeno es pequeño y bastante electronegativo, la concentración de electrones en su entorno es elevada, por lo que las cargas negativa sobre oxígeno y positiva entre los átomos de hidrógeno son considerables. Se deduce que las atracciones dipolo-dipolo entre moléculas de agua son importantes, en realidad muy fuertes, porque las moléculas polares de agua, siendo pequeñas, pueden acercarse mucho más que moléculas mayores y pueden atraerse fuertemente por su gran polaridad. Esta atracción dipolo-dipolo que es inusualmente fuerte y en la que participa el átomo de hidrógeno se denomina puente de hidrógeno.

Enlace iónico.

Se denomina enlace iónico al enlace químico de dos o más átomos cuando éstos tienen una diferencia de electronegatividad de 1.7 ó mayor.. Este tipo de enlace fue propuesto por W. Kossel en 1916. En una unión de dos átomos por enlace iónico, un electrón abandona el átomo menos electronegativo y pasa a formar parte de la nube electrónica del más electronegativo

Enlace covalente.

En este enlace cada uno de los átomos aporta un electrón. Los orbitales de las capas de valencia de ambos átomos se combinan para formar uno solo que contiene a los 2 electrones.
El enlace covalente se representa con una linea recta que une a los 2 átomos, por ejemplo:

O-H

Características del enlace covalente:

• Es muy fuerte y se rompe con dificultad.
• Si la diferencia de electronegatividades entre los 2 átomos es marcada, tenemos un enlace polar y se favorecerá la solubilidad de la substancia en solventes polares. Ejemplo: un enlace O-H
• Si la diferencia de electronegatividades es poca, tenemos un enlace no polar y se favorecerá la solubilidad de la substancia en solventes no polares. Ejemplo: un enlace C-H o C-C
  

Experimento 4

Experimento 4

1.- Llenar una cubeta a 3/4 partes de su capacidad de agua.

2.- Dejar caer una lata de coca-cola normal y otra light.

3.- Dejar reposar 30 minutos y observar.

Resultudos:

Dentro de las propiedades físico-químicas del agua se encuentra la densidad, donde el agua líquida alcanza como máxima 1 g/cm3.

En este experimento ocurre un fenómeno donde precisamente se involucra la densidad ya que se pudo constatar mediante las dos latas de refresco una normal y otra light respectivamente, que al introducirlas en el agua y al cabo de un tiempo una se sumergió en el fondo de la cubeta (la coca-cola normal) mientras la otra se mantuvo flotando (la coca-cola light) esto se debe a que la coca-cola normal es más densa que la light ya que contiene más azúcar y por eso desciende.

Experimento 3

Experimento 3

1.- Realizar una solución sobresaturada de agua con NaCl.
2.- Partir en rodajas una papa y colocarlas en la solución.
3.- Dejar reposar 30 minutos y reportar.

Resultados:

Rodajas de papa en solución de agua con NaCl.

En una solución obtenida de agua con sal, se procedió a introducir a dicha solución rodajas de una papa, la cual al paso del tiempo se observó que alrededor de ellas se desprendió como una especie de polvo. Uno de los aspectos importantes del experimento es que usualmente cuando una papa es partida al cabo de un tiempo comienza a ponerse negra, lo que hizo la solución de agua con NaCl fue conservar la papa, es decir la papa no se puso negra seguía en el mismo estado que se encontraba cuando recién se habían hecho las rodajas.

Otra característica muy importante en la papa fue que en ella ocurrió un fénomeno llamado plasmólisisque es la contracción del citoplasma de una célula consecuencia de la pérdida de agua por acción osmótica y en este caso se dio por la sobresaturación de sal en donde la papa se deshidrató y adoptó un forma endeble al transcurrir el tiempo.

Células de la papa antes de la plasmólisis ....y después.

En los vegetales, la semipermeabilidad de la membrana citoplasmática y la permeabilidad de la pared celular originan, entre otros, el fenómeno de plasmólisis. Se produce ya que las condiciones del medio extracelular son hipertónicas, debido a esto, el agua que hay dentro de la membrana celular sale al medio hipertónico (osmosis) y esta se deshidrata ya que pierde el agua que la llenaba.

Experimento 2

Experimento 2

1.- Hacer una solución de agua y NaCl sobresaturada con colorante.
2.- Mezclar esta solución con agua muy lentamente y observar.

Resultados:

El fenómeno ocurrido en este experimento puede justificarse con una de las pripiedades del agua, la cual es su densidad, ya que la densidad del agua con sal es mayor que la densidad del agua simple. La densidad es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos absolutos o relativos.

La densidad máxima del agua líquida es 1 g/cm3, alcanzándose este valor a una temperatura de 3,8 ºC.

La razón del porqué el agua simple quedó en la parte de arriba del recipiente y el agua con sal y colorante quedó en la parte de abajo es porque el agua simple tiene una densidad de 1000 kg/m3 y el agua con sal una densidad de 1027 kg/m3 que es mayor a la del agua simple.