Primer Informe de laboratorio de bioqumicaSOLUCIONES AMORTIGUADORAS O BUFFERS

RESUMENSe prepararon las soluciones amortiguadoras correspondientes para determinar el pH de las mismas y obtener nuestros resultados y conclusiones. Palabras claves: pH calculado. PH metro, buffer.INTRODUCCIONSoluciones Buffer: Muchas de las reacciones qumicas que se producen en solucin acuosa necesitan que el pH del sistema se mantenga constante, para evitar que ocurran otras reacciones no deseadas. Las soluciones de cidos dbiles y sus bases conjugadas, por ejemplo cido actico y acetato de sodio, tienen la propiedad de reaccionar cuando se les aade cidos y bases.OBJETIVOSDeterminar las caractersticas especiales de cada sustancia por medio de la determinacin del pH y la de observar la capacidad amortiguadora o de resistencia a los cambios bruscos de pH que poseen algunas sustancias presentes en los organismos vivos.Preparar soluciones amortiguadoras de un PH determinado Observar el efecto amortiguador de las soluciones buffer al agregarles cidos o bases.MARCO TEORICOUna solucin buffer o tampn o amortiguadora es una mezcla de un cido dbil y una base dbil, la cual se puede obtener mezclando un cido dbil con una de sus sales correspondientes, tampn cido, puesto que el anin del cido es una base dbil. Tambin se puede preparar la solucin amortiguadora mezclando una base dbil con una de sus sales correspondientes tampn bsico. El cido dbil reacciona con una cantidad de OH- agregado, mientras que el papel de la base dbil es consumir el H+ que pueda haberse introducido. Esto impide que se perturbe en mayor grado el equilibrio: H2O H+ + OH- del cual dependa el PH mayor de la solucin. El efecto amortiguador de estas soluciones se presenta cuando se les agrega pequeas cantidades de cidos fuertes o bases fuertes. El responsable de este efecto es una o ms reacciones que ocurren dentro del sistema y en las cuales se consume casi totalmente el cido o base agregados. Esta reaccin puede determinarse fcilmente sobre la base del equilibrio que predomina en el sistema aplicando el teorema de Chatelier y teniendo en cuenta que siempre que un cido esta en presencia de dos bases reacciona con aquella que produzca la sustancia ms estable o que posee la menor constante de disociacin y lo mismo puede decirse si se trata de una base en presencia de dos cidos. El cido (cido actico) reacciona al aadirse una base, mientras que su base conjugada (in acetato) reacciona al aadirse un acido. La adicin de cantidades relativamente pequeas de cidos y bases ejerce poco efecto en el PH de la solucin original.

Puesto que estas soluciones impiden cambios comparativamente grandes en PH, se llaman soluciones amortiguadoras. Estas soluciones no son especialmente sensibles a la adicin de pequeas cantidades de un cido o una base. Bases dbiles (NH3) y sus cidos conjugados (NH4Cl) son tambin soluciones amortiguadoras una mezcla de cido actico y acetato de sodio; o bien una base dbil y la sal de esta base con un cido fuerte, por ejemplo, amonaco y cloruro de amonio. Las soluciones amortiguadoras son importantes en nuestros procesos vitales el PH de los jugos gstricos ayudan a la digestin de los alimentos se mantienen entre 1.6 - 1.7 mediante la accin amortiguadora. La saliva se mantiene a un PH de 8.0. La sangre mantiene con mucha exactitud entre los lmites del PH normal de 7.3 y 7.5 por un sistema complejo de soluciones amortiguadoras que consisten en protenas del suero que consta de aminocidos que contienen grupos cidos (-COOH) y bsicos (-NH2); iones de carbonato CO23- y los iones de bicarbonato HCO3-; E iones de fosfato cido (H2PO4 -) y de fosfato bsico HPO42 -. Por lo cual tienen mltiples aplicaciones, tanto en la industria como en los laboratorios.Se puede preparar disolviendo en agua cantidades adecuadas de un cido dbil y una sal de su base conjugada, (o una base dbil y una sal de su cido conjugado); tambin se puede obtener una solucin reguladora haciendo reaccionar parcialmente (por neutralizacin) un cido dbil con una base fuerte, o una base dbil con un cido fuerte. Una vez formada la solucin reguladora, el pH vara poco por el agregado de pequeas cantidades de un cido fuerte de una base fuerte, y pierde su capacidad reguladora por el agregado de agua (dilucin). El pH o potencial hidrogenado es uno de los procedimientos analticos ms importantes y ms utilizados en bioqumica por la razn de que esta medida determina caractersticas notables de la estructura y la actividad de las macromolculas biolgicas por consiguiente la conducta de las clulas y del organismo.

PH: el potencial hidrgeno (pH), el logaritmo negativo de la actividad de los iones hidrgeno. Esto es: PH=-log (H+) En disoluciones diluidas en lugar de utilizar la actividad del in hidrgeno, se le puede aproximar utilizando la concentracin molar del in hidrgeno. Por ejemplo, una concentracin de [H+] = 110-7 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya que: pH = -log [10-7] = 7. El pH tpicamente va de 0 a 14 en disolucin acuosa, siendo las disoluciones con pH menores a 7 cidas, y las tiene pH mayores a 7, bsicos. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolucin (siendo el disolvente agua). Se considera que p es un operador logartmico sobre la concentracin de una solucin: p = -log (...)Tambin se define el pOH, que mide la concentracin de iones OH-. Puesto que el agua est disociada en una pequea extensin en iones OH- y H+, tenemos que: Kw = [H+][OH-]=10-14, en donde [H+] es la concentracin de iones de hidrgeno, [OH-] la de iones hidrxido, y Kw es una constante conocida como producto inico del agua.

Por lo tanto, Log Kw = log [H+] + log [OH-] -14 = log [H+] + log [OH-] pOH = -log [OH-] = 14 + log [H+]. Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH. En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presin y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolucin es neutra estar relacionado con la constante de disociacin del disolvente en el que se trabaje.Medicin DEL 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 in hidrgeno.Tambin se puede medir de forma aproximada el pH de una disolucin empleando indicadores, cidos o bases dbiles que presentan diferente color segn el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel impregnado de una mezcla de indicadores.Materiales, reactivos y procedimiento

- 2pipetas graduadas de 10 ml- 1 soporte para tubos de ensayo- 14 tubos de ensayo- 60 ml de disolucin 0.15M de fosfato potsico monosustituido- 30 ml de disolucin 0.15M de fosfato sdico disustituido- 28ml de disolucin 0.1N de acido actico- 35ml de disolucin 0.1N de acetato sdico

En los primeros 6 tubos de ensayo numerados se verti las disoluciones de acido actico y acetato sdico para las soluciones buffer acidas, en las siguientes proporciones dadas en mililitros. Determinamos con el pH metro su ph experimental.disolucin

Numero de tubos de ensayo

1 2 3 4 5 6Acido actico 0.1N (mL) CH3-COOH

9 8 5 3 2 1

Acetato sdico 0.1N (mL) CH3COONa

1 2 5 7 8 9

PH experimental

3.24 3.45 3.78 4.40 4.85 5.66

PH calculado 3.79 4.14 4.77 5.11 5.34 5.69% de error

14.51 16.66 20.75 13.89 9.17 0.52

Con los siguientes tubos de ensayo se prepararon las soluciones buffer bsicas y se determino su pH experimental con el uso del pH metro, vertiendo las disoluciones de fosfato potsico monosutituido y fosfato sdico disustituido en las proporciones dadas en mililitros. disolucin Numero de tubos de ensayo

1 2 3 4 5 6 7 8Fosfato potsico monosustituido 0.15M(mL)KH2PO4

9.5 9 8 7 6 5 4 3

Fosfato sdico disustituido 0.15M (mL)NaH2PO4

0.5 1 2 3 4 5 6 7

pH experimental 4.99 5.38 6.00 6.03 6.18 6.14 6.90 6.90

pH calculado 5.72 6.04 6.40 6.63 6.80 7.00 7.17 7.36

% porcentaje de error 12.76 10.9 6.25 9.04 9.11 12.2 3.76 6.25

Expresin de Resultados

Hallamos el ph calculado mediante la frmula:H+=Ca/Cs*KPH=-log (H+)Remplazando en la formula obtenemos el pH calculado en el cual vemos los Mrgenes de error que se pueden porcentualizar.Anlisis de resultados

En algunos de los resultados se observa la diferencia entre el pH calculado y el pH obtenido por el pH metro, a partir del error calculado, todo ello provisto por las falencias en cuanto a la manipulacin y preparacin de las soluciones buffer lo que produjo una alteracin en su pH terico o real.

Al interpretar los resultados obtenidos nos damos cuenta que al disminuir la cantidad de Acido actico 0.1N (mL) CH3-COOH y aumentar la de Acetato sdico 0.1N (mL) CH3COONa se obtiene un aumento en el pH de la disolucin asindola ms bsica; lo mismo ocurre para la disolucin buffer bsica el Fosfato potsico monosustituido 0.15M (mL) disminuye KH2PO4 Fosfato sdico disustituido 0.15M (mL) NaH2PO4aumenta, aumentando el pH. CuestionarioPara un mismo tipo de solucin amortiguadora Por qu varia el pH de las diferentes soluciones preparadas?Respuesta.Bueno el pH de las soluciones vara porque la cantidad en ml de las partes de la disolucin varia y la solucin amortiguadora se hace ms bsica o acida de acuerdo a la concentracin en volumen de cada una de sus partes.Aumentan los moles de acidoDisminuyen los moles de sal

Disminuye el pH

Conclusiones1. De la primera prctica sobre el pH se concluye que la forma ms exacta de medir el pH de las soluciones fue la del pH metro.2. Del experimento se concluye que las soluciones a partir de sustancias al resistirse a los cambios en el pH demuestran ser soluciones que tiene una capacidad buffer o amortiguadora Las soluciones amortiguadoras, resisten cambios bruscos de pH, es por eso que al adicionarle HCl y NaOH, la variacin de PH de 3. La solucin Buffer es muy pequea. Si esta solucin no fuese reguladora al agregarle el HCl (cido fuerte), el PH disminua en grandes proporciones, por el contrario al adicionarle NaOH aumentara.4. Cuando la sustancia que se agrega a la solucin amortiguadora es agua destilada el cambio de PH va a ser mnimo.5. Es importante tener en cuenta la clase de sustancia con la que se est realizando las experiencias ya que dependiendo de la clasificacin en la que se encuentre (cido-base) los clculos sern especficos y se regirn por cifras y principios diferentes.

BIBLIOGRAFAGarzn Guillermo. Qumica general con manual de laboratorio. Editorial McGRAW - HILL, 2 edicin. 1986 Mxico.

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