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El pH, Disociación del Agua y las Soluciones Buffer
El Agua es una sustancia ANFÓTERA: puede comportarse como ÁCIDO (liberando protones) o como BASE (aceptando protones).
Los Protones los simbolizamos como H+. Cuando una molécula de H2O capta un H+ se transforma en H3O+ que se denomina ION HIDRONIO u OXONIO. Cuando una molécula de H2O cede un H+ se transforma en OH- que se denomina ION HIDROXILO.
Esta reacción es Reversible, es decir, puede transcurrir en un sentido o en el sentido inverso.
Si ocurre en sentido inverso, el H3O+ cederá un protón comportándose como ÁCIDO y el OH- lo captará comportándose como BASE.
Al ser una reacción reversible, le corresponde una Constante de Equilibrio, a la que denominamos Kw, cuyo valor a 25ºC es 1x10-14. En el caso del Agua pura, la concentración de H3O+ es igual a la de OH-, es decir, 1x10-7
Veamos esto en forma de ecuaciones:
Definimos el pH como:
pH=-log[H3O+] es decir, el logaritmo negativo de la concentración molar de iones hidronio.
La escala de pH va de 0 a 14. Los valores inferiores a 7 indican MAYOR concentración de H3O+ que de OH-, y un pH ÁCIDO.
Un valor de pH=7 indica que la concentración de H3O+ es igual a la concentración de OH-, y un pH NEUTRO. Por ejemplo, el agua pura tiene pH neutro.
Los valores de pH mayores a 7 indican MAYOR concentración de OH- que de H3O+, y un pH BÁSICO o ALCALINO.
Si al agua se le añade un ácido o una base, aunque sea en poca cantidad, las concentraciones de OH- y H3O+ varían bruscamente, y con ello varía el pH.
La mayoría de las reacciones metabólicas que ocurren en los seres vivos requieren un pH cercano a 7. Para mantener estas condiciones existen las soluciones buffer, amortiguadoras, reguladoras o tampón.
Los Buffers son sistemas acuosos formados por un ácido débil y su sal conjugada; o una base débil y su sal conjugada. En estas soluciones, aunque se añadan cantidades importantes de una base o un ácido, prácticamente no varía el pH.
Las soluciones amortiguadoras más importantes en los sistemas biológicos son:
Iones fosfato (monofosfato-bifosfato)
Carbonato/bicarbonato