viernes, 30 de enero de 2015

Práctica de Bioquímica para veterinaria No.4 pH y Soluciones amortiguadoras

A REALIZARSE LA SEMANA 14 18 DE SEPTIEMBRE DE 2015

PH Y SISTEMAS AMORTIGUADORES


OBJETIVO

El alumno comprenderá la importancia que tienen los sistemas amortiguadores o buffers, para el buen desempeño de las funciones vitales en los seres vivos, preparara una mezcla buffer, y efectuara mediciones colorimétricas y potenciométricas del ph.


INFORMACIÓN GENERAL

Para mantener la vida, es necesario que se produzcan una serie de reacciones dentro del cuerpo de los animales, estas reacciones son sumamente delicadas y dependen de que varios factores permanezcan casi constantes, o con muy ligera variación, entre los factores mas críticos están una temperatura adecuada, y un ph que muestre un rango de variación muy estrecho.


¿Qué es el ph?. Cuando se hace referencia a este termino, lo que queremos es expresar el grado de acidez o alcalinidad que tiene un medio o un material , a su vez, este grado de acidez o alcalinidad, depende de la cantidad de iones hidrógeno (H), o de iones oxidrilo (OH), que posee la muestra.

A mayor cantidad de iones H, se dice que la muestra tiene un ph mas bajo (o ácido), mientras que a menor cantidad de iones h, la muestra tiene un ph mas alto ( o alcalino).

Existen varios criterios para definir a un ácido o a un álcali o base. Según Arrehenius, “ácidos, son las substancias que producen iones hidrógeno en solución”, mientras que “ bases o álcalis, son las substancias que producen iones oxidrilo en solución.

En 1923, Lowry y Bronsted, desarrollaron la teoría ácido-base, según la cual, “ácido es toda aquella sustancia molecular o iónica capaz de ceder un protón, mientras que “base, es toda substancia molecular o iónica, capaz de aceptar un protón “.

Debemos hacer notar, que la actividad de una substancia como ácido o como base, depende de su facilidad para aceptar o ceder un protón.

Generalmente, el grado de acidez o alcalinidad de una solución, se describe en función de la concentración de iones hidrógeno ( aun cuando se trate de una solución alcalina o básica).

La concentración de ion H, se puede expresar en moles / litro, o en unidades de ph, esta ultima unidad es la mas empleada en los trabajos de laboratorio.


La escala de ph utilizada actualmente para medir la concentración de iones de hidrógeno, fue desarrollada por Sorensen en 1909, según Sorensen “el ph de una solución representa el valor negativo del logaritmo de la concentración de iones de hidrógeno”, y puede expresarse con la siguiente formula:


PH = - Log ( H + )


Ejemplo: Calcular el pH de una solución si la concentración de iones de hidrogeno es de 1.92 por 10 - 5 moles / litro.


Ph = - Log. (H+)



Ph = - Log. (1.92 por 10 -5 )



Ph = 4.72



A nivel de laboratorio, existen dos formas de medir el ph de una solución:

1.-Por el metido colorimétrico el cual se basa en el uso de indicadores. Un indicador, es una sustancia capaz de cambiar de color, dependiendo del ph que tenga el medio.


2.-Método potenciométrico, en este caso se usa un aparato llamado potenciómetro, el cual básicamente consiste de un electrodo de vidrio que introducido en la solución mide la fuerza electromotriz de esta (la fuerza electromotriz, a su vez depende de a actividad del ion H).


LOS BUFFERS O AMORTIGUADORES

Son substancias que se oponen al cambio brusco de ph de un medio, se les llama también solución tampón, se hayan formadas por un ácido débil y una sal de dicho ácido.

En los sistemas biológicos, existen 5 buffers principales que mantienen el ph de la sangre dentro de los limites aceptables para la vida. De estos 5, el principal es el sistema Bicarbonato-Ácido carbónico.

(HCO3)-(H2CO3).

La concentración de iones de hidrógeno de un buffer o amortiguador , se puede calcular usando la ecuación de Henderson-Haselbach, según la cual :

ph = Pka + Log.  (Sal) /(acido)


El Pka= constante de ionizacion para el ácido, es un valor definido por unas tablas de disociación que se consulta en los manuales de bioquímica.


Ejemplo: Calcular el ph de una solución buffer formada por Na2 H2PO4 (la sal), 0.25 molar y K H2PO4 (el ácido), 0.15 molar. El Pka tiene un valor de 7.2

pH = Pka + Log. (Sal)/ (acido)

pH = 7.2 + Log. 0.25/0.15

pH= 7.2 + Log. (1.666)

pH = 7.2 + (0.22)

pH= 7.42



MATERIALES Y REACTIVOS


15 tubos de ensayo de 150 por 15 mm Na2HPO4 0.15 molar

1 gradilla para tubos de ensayo K H2PO4 0.15 molar

4 pipetas de 1 ml. Azul de bromotil

2 pipetas de 10 ml. NaOH 0.4 N

3 vasos de precipitado de 50 ml. HCL 0.4 N

5 tiras de indicador de ph universal Buffer referencia ph 4

1 potenciómetro para ph Buffer referencia ph 7



DESARROLLO DE LOS EXPERIMENTOS


3.1- Preparación de una solución amortiguadora o buffer


1.-Rotular 12 tubos de ensayo. Marcarlos del 1 al 10.


2.- Depositar en cada tubo con una pipeta , las soluciones y cantidades mostradas, TENGA CUIDADO DE MEDIR LAS CANTIDADES EXACTAS, Y USAR UNA PIPETA PARA LA SAL (Na2HPO4), Y OTRA DIFERENTE PARA EL ACIDO (KHPO4).


Tubo        Na2HPO4 ml.    KH2PO4 ml            pH. Esperado


1                9.7                        0.3                                    8.2



2               9.5                        0.5                                     8.0



3              9.2                        0.8                                      7.8



4             8.7                         1.3                                       7.6



5             8.0                        2.0                                        7.4



6            7.1                       2.9                                          7.2



7             6.1                      3.9                                          7.0



8            5.0                       5.0                                          6.8



9            3.8                       6.2                                          6.6



10          2.7                      7.3                                      

3.2 - MEDICION POTENIOMETRICA DEL PH



Con la ayuda de su instructor, tome la lectura de los tubos 1,5 y 10 con el potenciómetro, anote sus lecturas obtenidas.



3.3 – USO DE TIRA INDICADOR UNIVERSAL PARA MEDIR PH



Introduzca una tira de indicador universal de PH (una por cada tubo).

En los tubos numero 1, 5 , y 10, compare los colores desarrollados con la que muestra la tabla con que acompaña el frasco de las tiras.




3.4 – DETERMINACIÓN DE PH POR USO DE UN INDICADOR



A cada uno de los tubos del experimento 3.1, añádales dos gotas de indicador azul de bromotil, mezclar bien y anotar los colores desarrollados en cada uno de los tubos .





3.5 – EFECTOS DE UN BUFFER PARA OPONERSE A LOS CAMBIOS DE PH



1.- Con una tira de indicador universal, tome el PH de la solución de NaOH 0.4 N. Anote el resultado.



2.- Repita el procedimiento usando una tira nueva para tomar el PH de la solución de HCL 0.4 N. Anote el resultado.



3.- Al tubo numero 7 del experimento 3.1, retírele 5 ml usando una pipeta limpia, transfiéralos a un nuevo tubo de ensayo y rotúlelo con 7b; al tubo original marcado como tubo numero 7, identifíquelo apartir de este momento como tubo 7 a .



4.- A los 5 ml. Del tubo 7 a, añadir gota a gota con una pipeta, solución de NaOH 0.4 N, contar las gotas requeridas para que el color de la solución del tubo numero 7 a, se igual a la del tubo numero 1.



5.- A los 5 ml. Del tubo 7b, añadir gota a gota con una pipeta, solución de HCL 0.4 N, contar el numero de gotas requeridas para que el color de la solución del tubo 7b , vire asta amarillo intenso.



6.- A los 5 ml. Del tubo numero 1 original, añadirles con cuidado, gota a gota con una pipeta, solución de HCL 0.4 N y contar el numero de gotas necesarias para virar el color amarillo intenso.

CUESTIONARIO

1.-  ¿Qué gama de colores debe desarrollar el azul de bromotimol de un pH ácido a un pH neutro y a un pH alcalino?

2.- Menciona otros indicadores utilizados en el laboratorio y diga que colores presentan cada uno de ellos a un pH ácido y a un pH alcalino

3.- ¿Qué ventajas tiene el uso del potenciómetro? ¿Qué desventajas tiene? Escriba el procedimiento para utilizar este aparato correctamente.

4.- En el experimento 3.5, usted debió preparar en el tubo 7  una solución amortiguadora de pH neutro. Investigue porque se necesitaron la cantidad de mililitros utilizados para  que cambie de color indicando que de esa forma cambió su pH.


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