POTENCIOMETRÍA Y SOLUCIONES TAMPÓN

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3. POTENCIOMETRÍA Y SOLUCIONES TAMPÓN

1. OBJETIVOS:

• Revisar los conceptos de ácido, base, sales, pH, pK y buffer.
• Explicar la ecuación de Henderson-Hasselbalch.
• Explicar cómo funcionan lo BUFFER
• Deducir la Ecuación De Henderson-Hasselbach y su importancia
• Explicar cómo se determina el pH de la sangre.
• Demostrar cómo funcionan los amortiguadores.
• Describir cómo funcionan los peachimetros.
• Describir las teorías que explican el comportamiento de la luz.
• Diferenciar los tipos de acidosis y alcalosis y relacionarlas con casos clínicos.
• Explicar cómo se prepara el Buffer para la Practica
• Verificar que esa preparación es un BUFFER
• VIDEO

1. FUNDAMENTO TEÓRICO

2.1. Conceptos Teóricos Definir los conceptos:

Ácidos:  

Bases:

Sales:

pH y pK:

:Buffer: Es una disolución formada por una mezcla entre un ácido débil y una base débil. Estas disoluciones son capaces de amortiguar los cambios de pH que ocurrirían en la disolución al agregar ácidos o bases fuertes. Esto se logra ya que el ácido débil es capaz de neutralizar a las bases fuertes, mientras que la base débil es capaz de neutralizar a los ácidos.

A pesar de que cualquier mezcla de cualquier ácido débil con cualquier base débil puede regular el pH de esta manera, las disoluciones buffer se suelen preparar utilizando una pareja ácido-base conjugada o base/ácido conjugado, ya que de esta manera solo se involucra un equilibrio iónico lo que facilita enormemente los cálculos.

1. CORRELACION BASICO-CLINICA

En primera instancia advertimos al estudiante que esta integración básico-clínica ha sido elaborada tratando de reunir la mayor cantidad de información, pero no podemos tratar profundamente cada tema debido a lo complejo y extenso que son; por lo tanto, queda bajo su responsabilidad el ampliar cada uno de los temas que se tocarán en las siguientes líneas: Comenzaremos definiendo que es una sustancia BUFFER o TAMPÓN:

Buffer en inglés significa GOLPE: Buffer sería como el parador de golpes químicamente; buffer o tampón es una mezcla de base y ácido en la que uno de los dos es conjugado o fuerte cuya función   es mantener el equilibrio de un sistema acuoso: gracias a los pares buffer de los compartimientos acuosos corporales se consigue la normalidad de un paciente, que es mantener un pH de 7.35 a 7.45.

Se debe recordar que sólo una limitada variación del medio ácido-base circulante es compatible con la vida, por lo cual es necesario en la mayoría de las veces una intervención clínica oportuna ante variaciones de pH, aunque éstas sean mínimas.

En los individuos sanos, tanto la concentración y volumen total de los líquidos corporales, así como la concentración de iones específicos se realiza a través de tres sistemas:

- Sistema renal.        – Pulmones.      -Sangre.

Los tres actúan conjuntamente interrelacionados y comandados por el sistema nervioso central. Cuando éstos sistemas fallan, es necesario una intervención médica rápida y adecuada, para lo cual es indispensable el completo conocimiento del llamado equilibrio ácido-básico.

Los electrolitos que intervienen en la formación de los pares Buffers o Tampones humanos son los aniones, integrados por el ácido débil y su base conjugada (sal).

Desde el punto de vista bioquímico se distinguen dos grupos de amortiguadores:

1.        INORGÁNICOS: Fosfatos monoácidos y diácidos, ácido carbónico y bicarbonatos, amoniaco y sus sales.

2.        ORGÁNICOS: Proteínas ácidas, proteinatos, hemoglobina reducida y oxihemoglobinato, aminoácidos, ácidos y bases orgánicas y sus sales.

La acidez se determina por la concentración de iones H+ libres (protones). Si esta concentración es mayor que 10 la concentración es ácida, mientras que es alcalina cuando sea menor que este valor.

En lo anterior se inicia el fundamento del concepto de pH. Por constituir una escala logarítmica y no lineal se expresa de la siguiente forma:      

                                                    pH= log 1/H     pH= 7.0        H+ =1

Las soluciones electrolíticas que se encuentran en un equilibrio constante pueden considerarse como un sistema que puede ser alterado por ciertos factores tales como:

-cambio de concentración de algún componente.

-cambio de la presión total del sistema (en los gases).

-alteraciones en la temperatura.

No de forma absoluta y con mucha reserva nos atrevemos a decir que los límites de pH del fluido extracelular no normales pero compatibles con la vida están entre 7.0 y 7.8. y lo anterior dependerá de la causa subyacente que lleve a dicha variación.

MECANISMOS DE AJUSTE DEL pH:

El organismo tiene tres líneas de defensa principales contra los cambios de pH de sus rangos normales. Estos son:

1. TAMPONES        2. RESPIRACIÓN        3. FUNCIÓN RENAL

1. Amortiguadores fisiológicos: El equilibrio ácido-base está condicionado además de los amortiguadores químicos a un conjunto de sistemas que se les ha llamado amortiguadores fisiológicos.

A este nivel, los principales órganos reguladores son los pulmones y los riñones que con su actividad funcional participan en la regulación garantizando la amplia capacidad de defensa que tiene el organismo frente a las amenazas de la alteración del equilibrio ácido-básico.

Estos dos mecanismos actúan en serie uno con el otro. Así se cumple lo que se llama el principio isohídrico, según el cual toda modificación impuesta a un amortiguador repercute en los otros, diluyéndose su efecto.

La importancia de este principio radica en que cualquier proceso que modifique et equilibrio de alguno de estos sistemas amortiguadores cambia también el de todos los demás, por cuanto los sistemas en realidad se amortiguan unos a otros. Entre los sistemas amortiguadores de los líquidos corporales encontramos:

Bicarbonato: Considerado como el amortiguador más importante en el organismo, su versatilidad radica en que acopla el sistema renal y los pulmones; se debe destacar que su poder amortiguador está determinado por la concentración de bióxido de carbono, ácido carbónico y la concentración de hidrógenos libres.

Amortiguador de fosfatos: Actúa en forma casi idéntica a como lo hace el sistema bicarbonato, pero está compuesto de los siguientes elementos: H₂PO4, y HPO4 Cuando se añade un ácido fuerte, como el ácido clorhídrico, a la mezcla de éstas dos sustancias se produce la siguiente reacción:

HCI + Na₂HPO4        NaH₂PO4 + NaCl[pic 3]

A la inversa, cuando se le añade a tal sistema amortiguador una base fuerte como el hidróxido de sodio, ocurre la siguiente reacción:

NaOH + NaH2PO4        Na₂HPO4, + H₂O[pic 4]

El amortiguador de fosfato tiene particular importancia en los líquidos tubulares de los riñones por dos motivos:

1. El fosfato suele acumularse y concentrarse mucho en los túbulos con lo cual aumenta el poder amortiguador del sistema fosfato.
2. El líquido tubular también suele volverse más ácido que los líquidos extracelulares y brinda el margen de preparaciones del amortiguador más cerca del pK del sistema.

Sistema amortiguador de proteínas:

El amortiguador más abundante del organismo es principalmente las celulares y del plasma por sus cantidad y alta concentración.

Sistema amortiguador de amoníaco:

Este sistema compuesto por amoníaco y el ion amonio es amortiguador de iones hidrógeno.

El amoníaco reacciona con los iones hidrógeno para formar iones amonio que son eliminados por la orina en combinación con cloruro y otros aniones tubulares; el resultado neto de estas reacciones es aumentar las concentraciones de bicarbonato en el líquido extracelular.

El sistema amortiguador de amoníaco es importante por dos motivos:

1. Cada vez que una molécula de amoníaco se combina con un ion hidrógeno. para la formación de amonio, la concentración de amoniaco en el líquido tubular disminuye y esto hace que difunda más amoniaco desde las células epiteliales. hacia el líquido tubular.
2. La mayor parte de los iones negativos del líquido tubular son iones cloruro. Sólo podrían transportarse unos pocos iones hidrógeno hacia la orina en combinación directa con cloruro, porque el ácido clorhídrico formado sería muy fuerte y bajaría rápidamente el pH tubular hasta un valor crítico de 4.5, siguiendo su descenso y cesando toda secreción del ion hidrógeno.

REGULACIÓN RESPIRATORIA EN EL EQUILIBRIO ACIDO-BASE.

La participación de la mecánica respiratoria en la regulación del equilibrio ácido base depende de lo siguiente:

1. La sensibilidad del centro respiratorio del bulbo raquídeo a variaciones muy pequeñas de pH y pCO₂
2. La fácil difusibilidad del CO, de la sangre hacia el aire alveolar a través de la membrana alveolar.

Un aumento de la pCO, sanguínea de sólo 1.5 mm Hg (aumento de 0.2% en CO₂) aumenta un 100% la ventilación pulmonar (por estimulación del centro respiratorio); éste aumento también ocurre por causa de ligeros aumentos de la concentración sanguínea de iones hidrógeno. Así es eliminado rápidamente el exceso del CO₂, del líquido extracelular a través del aire espirado. Al disminuir en la sangre la pCO₂ a la concentración de iones hidrógeno, se deprime el centro respiratorio lo que origina una respiración lenta y superficial (Hipoventilación), junto con retención de CO₂ en la sangre hasta que se restablezcan las cifras normales de pCO₂ y pH.

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