Ácidos y Bases
Además de todas las características que tiene la molécula de agua, también puede disociarse. Esta propiedad de disociarse o ionizarse tiene implicaciones biológicas muy importantes que están relacionadas con la acidez o alcalinidad de una solución.
Aproximadamente, una de cada 55 millones de moléculas de agua se puede disociar de manera reversible en un protón y un ion hidróxido de la siguiente manera:
En la realidad, la disociación del agua se lleva a cabo debido a la fuerza del puente de hidrógeno y depende de la presencia de dos moléculas de agua.
En donde una molécula de agua le “arranca” un protón a otra molécula vecina, generando un ion hidróxido (HO-) y un ion hidrogenión (H3O+). El protón combinado con la molécula de agua para formar el hidrogenión se disocia nuevamente para dejar una molécula de agua y formar otro hidrogenión, este evento se repite indefinidamente, se conoce como el potencial de Hidrógeno y se expresa como pH. En agua pura esta ionización ocurre a una concentración de 0.0000001 Molar o expresado en notación científica es 1X10-7 Molar. Este es un número muy pequeño así que para expresarlo de manera más fácil se usa el logaritmo negativo.
De tal forma que en agua pura el pH es igual al logaritmo negativo de la concentración de hidrogeniones (1x10-7 Molar).
Es decir, que el agua pura tiene un valor de pH igual a 7 y se denomina pH neutro.
Ácidos y bases
La molécula de agua no es la única que puede perder o ceder un protón. Los ácidos son moléculas que pueden ceder uno o más protones al medio acuoso en el que se encuentren aumentando la concentración de protones y por lo tanto disminuyendo el valor de pH. Un ácido fuerte es aquel que puede donar con mucha facilidad su protón al medio acuoso como por ejemplo el ácido clorhídrico (HCl), por otra parte, los ácidos débiles son aquellos que no liberan tan fácilmente su protón como el ácido carbónico (H2CO3).
Diferentes soluciones tienen distintos valores de pH, por ejemplo, el jugo de naranja tiene un pH alrededor de 4, mientras que jugo gástrico tiene un pH de 2. Esto significa que en el jugo de naranja hay una concentración de 1x10-4 Molar de protones y en el jugo gástrico una concentración de 1x10-2 M de H+.
Dependiendo de la cantidad de ácido que se añada a una solución será también la cantidad de protones que se añadan y como consecuencia de ello habrá un cambio en el valor de pH.
Por otro lado, las bases son moléculas que pueden capturar un protón y por lo tanto disminuir la concentración de los iones H+ en medio acuoso volviéndolo alcalino. Los valores de pH por arriba de 7 indican alcalinidad y reflejan una baja concentración de H+ libres y por lo tanto una acumulación de iones hidróxido (OH-) que son los que pueden capturar los protones para convertirse en agua. También existen bases fuertes como el NaOH que liberan muy fácilmente su OH y hay bases débiles como el hidróxido de amonio (NH4OH) que no liberan tan fácilmente su OH.
Para visualizar mejor y más fácil la cantidad de protones que hay en una solución se utiliza la escala de pH. Esta escala abarca los valores desde 0 hasta 14 y representa el logaritmo negativo de la concentración de protones en una determinada solución, es decir, su valor de pH.
Los sistemas biológicos suelen estar en condiciones óptimas en pH cercanos a 7. Sin embargo, existen organismos que se conocen como extremófilos porque viven en los “extremos”, en este caso, de pH. Un ejemplo clásico es la bacteria Helicobacter pilory que puede proliferar en extremos ácidos de pH como son la mucosa gástrica.
Ir al tema siguiente: Amortiguadores de pH.
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Aproximadamente, una de cada 55 millones de moléculas de agua se puede disociar de manera reversible en un protón y un ion hidróxido de la siguiente manera:
H2O <---> H+ + OH-
No debe confundirse el ion hidróxido (HO-) con el grupo funcional Hidroxilo (R-OH).
No debe confundirse el ion hidróxido (HO-) con el grupo funcional Hidroxilo (R-OH).
En la realidad, la disociación del agua se lleva a cabo debido a la fuerza del puente de hidrógeno y depende de la presencia de dos moléculas de agua.
En donde una molécula de agua le “arranca” un protón a otra molécula vecina, generando un ion hidróxido (HO-) y un ion hidrogenión (H3O+). El protón combinado con la molécula de agua para formar el hidrogenión se disocia nuevamente para dejar una molécula de agua y formar otro hidrogenión, este evento se repite indefinidamente, se conoce como el potencial de Hidrógeno y se expresa como pH. En agua pura esta ionización ocurre a una concentración de 0.0000001 Molar o expresado en notación científica es 1X10-7 Molar. Este es un número muy pequeño así que para expresarlo de manera más fácil se usa el logaritmo negativo.
pH = -log[H+]
De tal forma que en agua pura el pH es igual al logaritmo negativo de la concentración de hidrogeniones (1x10-7 Molar).
pH = -log[1x10-7]
pH = -[-7]
pH = 7
Es decir, que el agua pura tiene un valor de pH igual a 7 y se denomina pH neutro.
Ácidos y bases
La molécula de agua no es la única que puede perder o ceder un protón. Los ácidos son moléculas que pueden ceder uno o más protones al medio acuoso en el que se encuentren aumentando la concentración de protones y por lo tanto disminuyendo el valor de pH. Un ácido fuerte es aquel que puede donar con mucha facilidad su protón al medio acuoso como por ejemplo el ácido clorhídrico (HCl), por otra parte, los ácidos débiles son aquellos que no liberan tan fácilmente su protón como el ácido carbónico (H2CO3).
Diferentes soluciones tienen distintos valores de pH, por ejemplo, el jugo de naranja tiene un pH alrededor de 4, mientras que jugo gástrico tiene un pH de 2. Esto significa que en el jugo de naranja hay una concentración de 1x10-4 Molar de protones y en el jugo gástrico una concentración de 1x10-2 M de H+.
Dependiendo de la cantidad de ácido que se añada a una solución será también la cantidad de protones que se añadan y como consecuencia de ello habrá un cambio en el valor de pH.
Por otro lado, las bases son moléculas que pueden capturar un protón y por lo tanto disminuir la concentración de los iones H+ en medio acuoso volviéndolo alcalino. Los valores de pH por arriba de 7 indican alcalinidad y reflejan una baja concentración de H+ libres y por lo tanto una acumulación de iones hidróxido (OH-) que son los que pueden capturar los protones para convertirse en agua. También existen bases fuertes como el NaOH que liberan muy fácilmente su OH y hay bases débiles como el hidróxido de amonio (NH4OH) que no liberan tan fácilmente su OH.
Para visualizar mejor y más fácil la cantidad de protones que hay en una solución se utiliza la escala de pH. Esta escala abarca los valores desde 0 hasta 14 y representa el logaritmo negativo de la concentración de protones en una determinada solución, es decir, su valor de pH.
Los sistemas biológicos suelen estar en condiciones óptimas en pH cercanos a 7. Sin embargo, existen organismos que se conocen como extremófilos porque viven en los “extremos”, en este caso, de pH. Un ejemplo clásico es la bacteria Helicobacter pilory que puede proliferar en extremos ácidos de pH como son la mucosa gástrica.
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