PRÁCTICA : PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES

PRÁCTICA : PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES

Introducción

Para trabajar en el laboratorio es fundamental la  preparación y el manejo de disoluciones ya que esto garantiza y asegura la calidad de las investigaciones porque permite tener un aprovechamiento mayor de los reactivos, además  permite obtener mayor calidad de resultados. En cuanto a la biología molecular, permite acercarse al entendimiento de la célula y sus procesos, puesto que la precisión de los reactivos ofrece un acercamiento a  las reacciones y funciones que esta cumple.  

Para comenzar se debe entender, ¿Qué es una disolución?, Es una mezcla homogénea de dos o más componentes  químicos diferentes, el  constituyente que se encuentra en mayor cantidad y se conoce comúnmente como disolvente, y el constituyente que está presente en menor cantidad, llamado soluto. Estos reactivos pueden presentarse  con diversas escalas moleculares y  en  fase simple.  Además de lo anterior, es indispensable conocer la naturaleza de las sustancias y de los solutos, así como el estado de las sustancias para poder trabajar adecuadamente.  

Respecto a las medidas de las sustancias que pretenden ser  utilizadas, es importante estar familiarizado con las unidades de concentración empleadas para calcular las cantidades necesarias, entre las más comunes están:

• Molaridad ( M= mol/L) : Número de moles de soluto por litro de disolución,  usada para realizar conversiones entre la masa o moles de un soluto y el volumen de una solución
• Molalidad ( m= n/ Kg de disolvente): Número de moles de soluto que están disueltos en un determinado número de  Kilogramos en un disolvente, esta medida no tiene en cuenta el volumen, entonces puede medir la concentración con mayor precisión
• Normalidad (N= eq/L): Es el número de equivalentes gramo del soluto por los  litros de solución, esta medida se usa para procesos de titulación entre sustancias ácidas y básicas
• Dilución (Vi . Ci= VF . CF): Es utilizada para calcular la cantidad de solución madre y de “agua” se necesitan para preparar la dilución.
• Porcentualidad % m/m , % m/v , % v/v  (%= masa del elemento / masa total del compuesto x 100):  Se utiliza para determinar la cantidad porcentual de soluto utilizados en cierta cantidad de solución.

Es importante hacer mención de la molécula del agua, ya que sirve como un disolvente universal, principalmente porque es una molécula polar que por medio de puentes de hidrogeno disuelve otras moléculas polares de importancia para todos los procesos celulares, además posee un alto valor de constante. En cuanto a la biología molecular es indispensable como medio de reacciones del metabolismo, como aporte de nutrientes, eliminación y distribución de sistemas de transporte acuoso, entre otras funciones.  Respecto a su concentración molar se dice que es fundamental para conocer qué cantidad será utilizada para disolver cualquier soluto: La molécula del agua tiene una masa de aproximadamente 1 kg (1000 g) por litro en circunstancias normales (temperatura ambiente, estado puro, etc.), y posee una masa de 18, 0153 g, así que al realizar la respectiva operación de molaridad obtenemos como resultado que su concentración es de 55.5 molar. Cuando la molécula del agua se pone a reaccionar con otro componente esta se disocia  porque es un electrolito débil y origina tanto H + como OH-, se comporta como un ácido y una base, por este motivo se dice que es una sustancia anfótera o anfolito. Su valor de producto iónico del agua (KW), que naturalmente es medido a 24° C porque es un valor constante, se determina  y al realizar el procedimiento  se obtienen los valores de:  H2O = 55. 5 M y Kw= 1 x 10 -14

Una propiedad importante en la naturaleza de la disolución es el pH, y ¿Qué es?, Es la interacción ácido-base en términos de transferencia de protones. Un ácido  es cualquier especie que puede donar un protón, y una base es cualquier especie que puede aceptar un protón. Esto significa que cualquier ácido debe contener un hidrógeno que se puede disociar. Para aceptar un protón, una base debe tener al menos un par solitario de electrones para formar un nuevo enlace con un protón. En cuanto a la bioquímica, la medición del Ph permite trabajar de manera correcta con proteínas, aminoácidos y los medios en los que estos pueden estar, además de ciertas funciones que pueden llevar a cabo con ayuda de esta medida. Como se trabaja en  disoluciones es imprescindible recalcar que esta medida se lleva a cabo experimentalmente usando: indicadores coloreados y  un medidor electrónico (pH-metro), que  proporciona una medida mucho más precisa Para medirlo es necesario  tener en cuenta la escala  que se usa para clasificar soluciones en términos de su acidez o alcalinidad, lo que significa que un cambio en una unidad de pH corresponde a un cambio diez veces mayor en la concentración de iones H+. A menudo se dice que la escala va de 0 a 14 y la mayoría de las soluciones entran en este rango, sin embargo es posible encontrar soluciones con pH menor a 0 o mayor a 14. Cualquier valor menor a 7.0 es ácido y cualquier valor mayor a 7.0 es básico o alcalino. En bioquímica el pH se encuentra dentro de las células humanas (6.8) y el de la sangre (7.4) por lo que son muy cercanos al neutro. Los valores de pH extremos, por arriba o por debajo de 7.0, generalmente se consideran desfavorables para la vida. Sin embargo, existen excepciones, por ejemplo el ambiente dentro del estómago es muy ácido, con un pH de entre 1 y 2, existe una especialización de en las células estomacales, donde estas mueren para ser constantemente reemplazadas por nuevas, pero el tiempo que se mantienen en contacto desarrollan la capacidad de adaptar su pH a cualquier tipo de acidez que se presente.

 Es importante hacer mención de las soluciones amortiguadoras, capaces de resistir cambios en el pH, y son indispensables para mantener estable la concentración de iones hidrógeno en los sistemas biológicos y en la misma célula. Su funcionamiento sucede cuando hay demasiados iones  una solución amortiguadora absorberá parte de ellos, subiendo el pH; y cuando hay muy pocos, la solución amortiguadora aportará algunos de sus propios iones  para reducir el pH. Consisten generalmente de un par ácido-base, cuya diferencia radica en la presencia o ausencia de un protón (un par ácido-base conjugado). Además se pueden realizar metodos para la medición de la constante de acidez , que es requerida en algunas investigaciones. En palabras  resumidas se trata de una medida cuantitativa de la fuerza de un ácido en solución o la constante de equilibrio de una reacción conocida como disociación, En cuanto al análisis de resultados se puede determinar la medida de la siguiente manera: Un ácido débil tiene un valor de pKa en un rango aproximado de −2 a 12 en agua. A mayor valor de pKa, la extensión de la disociación es menor y los ácidos con valores de pKa menores a  −2 se dice que son ácidos fuertes; un ácido fuerte está casi completamente disociado en solución acuosa, en la medida en que la concentración del ácido no disociado es indetectable. Los valores de pKa para los ácidos fuertes, pueden ser estimados por medios teóricos o por extrapolación de medidas en medios no acuosos.  Un factor importante a considerar es observar la relación del pKa con Ph, si pH = pKa, el logaritmo de la relación de concentraciones de las formas disociada y sin disociar será cero, de manera que estas concentraciones serán iguales. En otras palabras, cuando el pH es igual al pKa, el ácido estará la mitad protonado y la otra mitad desprotonado.

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