bioquímica del Agua

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bioquímica del Agua

  1. 1. 06/01/2009 EL AGUA El agua Biomolécula abundante de la Tierra. Representa el 75 – 80% del volumen celular y un 60% del volumen del cuerpo humano. Consiste de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. 1
  2. 2. 06/01/2009 Enlace de Hidrógeno Cada molécula de agua es capaz de unirse a 4 más. Esta propiedad es la responsable de la elevada cohesión interna del agua líquida. El agua y sus Estados Físicos 2
  3. 3. 06/01/2009 Propiedades bio-físico-químicas bio-físico- Constante dieléctrica elevada. Debilita fuerzas electrostáticas entre iones. Disuelve. Dipolar. Hidrata o solvata iones Elevado Calor específico. Elevado Calor de vaporización. Elevada Tensión superficial. Resistencia a la ruptura de la superficie libre. Medio de reacciones químicas. Propiedades bio-físico-químicas bio-físico- Lubricación. Relacionada con su alto calor específico. Termorregulación. Relacionada con su alto calor específico y de vaporización. Transporte. Mantiene el volumen celular junto a las sales. Electrolito débil. H2O H+ + OH- 3
  4. 4. 06/01/2009 Propiedades Coligativas (en Disolución) Propiedades que dependen únicamente de la cantidad (concentración) de soluto añadida (moles o moléculas de soluto), pero no de su naturaleza (de qué soluto sea). Es decir el soluto modifica propiedades del disolvente Dependen del número de partículas disueltas La temperatura de ebullición aumenta Desciende temperatura de congelación. Disminución de la presión de vapor. Se eleva la presión osmótica. PRODUCTO IÓNICO DEL AGUA.- AGUA.- Escala de pH HIDROXILO HIDRONIO 4
  5. 5. 06/01/2009 pH La disolución iónica del agua es un proceso de equilibrio. Su constante (keq) es: [H + ] [OH − ] k eq = [H 2O ] La concentración de H2O en agua pura es elevada (1000/18=55,5M) y la concentración de iones H+ y OH- es pequeña (1 x 10-7M a 25°C). pH La concentración molar del agua no cambia por su ionización y Keq se expresa: 55,5 Keq = [H+] [OH-] 55,5 Keq se sustituye por Kw (producto iónico del agua). Kw (25°C) = 1,0 x 10-14 Base para la escala de pH (concentración de iones H+) [H+] = [OH-] = 1,0 x 10-7M 5
  6. 6. 06/01/2009 pH.- pH.- Escala pH de algunos fluidos Fluido pH Agua de mar (diversas) 7,0 – 7,5 Plasma sanguíneo 7,4 Fluido intersticial 7,4 Fluidos intracelulares: Músculo 6,1 Hígado 6,9 Jugo gástrico 1,2 – 3,0 Jugo pancreático 7,8 – 8,0 Saliva 6,35 – 6,85 Leche de vaca 6,6 Orina 5,8 Zumo de tomate 4,3 Zumo de pomelo (toronja) 3,2 Zumo de limón 2,3 6
  7. 7. 06/01/2009 ÁCIDOS y BASES Los compuestos que se disuelven en agua y se ionizan formando una concentración de hidronios mayores que 10-7M se conocen como ÁCIDOS. Los ácidos pueden donar uno o mas protones (H+). El mayor grupo donador es el carboxilo (COOH). HCl + H2O H3O+ + Cl- CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO- ÁCIDOS y BASES Una BASE es un compuesto capaz de aceptar un ión hidrógeno. Ácido: Sustancia que, en disolución acuosa, da H+ HCl → H+ + Cl− Base: Sustancia que, en disolución acuosa, da OH− NaOH→ Na+ + OH− 7
  8. 8. 06/01/2009 Buffer, Tampón o Amortiguador Una reacción ácido-básica comprende un par ácido-básico conjugado formado por un dador y un receptor de protones. Ej. Ácido acético y el anión acetado (CH3COOH / CH3COO-). Los pares ácido-básico conjugados actúan como tampones o amortiguadores. Estos se encuentran en los fluidos corporales. El más importante: H2PO4- / HPO4-2 (Buffer fosfato). Buffers El principal tampón extracelular sanguíneo y de fluidos intersticiales es el del bicarbonato. Si se agrega 1 mL HCl 10N a 1 L de SSF el pH desciende a 2, pero si se agrega lo mismo a la sangre el pH desciende de 7,4 a 7,2. 8
  9. 9. 06/01/2009 pH de los amortiguadores Los buffers contienen en proporciones análogas, las formas disociada y no disociada de un ácido débil (A) por ejemplo: AH A− + H + [ A − ] [H + ] k= [ AH ] Despejando [H+]: [H + ] = k [ AH ] [ A− ] Tomado logaritmos: log [H + ] = log k + log [ AH ] − [A ] pH de los amortiguadores Utilizando la nomenclatura de pH: [sal ] pH = pk + log [ácido ] Ejemplo: El ácido acético tiene pK = 4,75. Si mezclamos un mol de este ácido y dos de acetato sódico, la proporción sal/ácido será 2:1 y la ecuación dará: 2 pH = 4,75 + log = 4,75 + 0,30 = 5,05 1 9
  10. 10. 06/01/2009 Constantes de Disociación Ka pKa Ácido acético 1,82 x 10-5 4,74 Ión amonio 5,50 x 10-10 9,26 Glicina 4,47 x 10-3 2,35 Reglas de los amortiguadores El pH de los buffers no depende de las concentraciones absolutas de ácido (o base) sino de la proporción entre formas disociada y no disociada (sal/ácido o base/sal). Los buffers mas concentrados tienen mayor capacidad de amortiguación. Cuando la diferencia pH y pK es mas de 2 la amortiguación es nula. 10
  11. 11. 06/01/2009 Reglas de los amortiguadores Un ácido débil funcionará como tampón al añadirle una base fuerte, siempre que al reaccionar quede algún exceso de ácido. Un base débil funcionará como tampón al añadirle un ácido fuerte, siempre que al reaccionar quede algún exceso de base. Funcionamiento del Buffer HCO3-/H2CO3 Si la sangre tiene pH ácido el bicarbonato acepta los H+ y forma ácido carbónico HCO3- + H+ H2CO3 Si tiene pH básico, el ácido carbónico libera H+, estos se combinan con OH- y forman agua: H2CO3 + OH- HCO3- + H2O 11
  12. 12. 06/01/2009 SALES MINERALES En tres formas: Precipitadas Disueltas (iónicas) Asociadas Sales Precipitadas Constituyen estructuras rígidas: Carbonato de calcio [CaCO3] y fosfato de calcio [ Ca3(PO4)2 ] en huesos. Cuarzo [SiO2] en las diatomeas. Carbonato de calcio [CaCO3] en las conchas de moluscos. 12
  13. 13. 06/01/2009 Sales Disueltas Se encuentran en forma iónica: Aniones: Cl-1, SO4-2, PO4-3, HCO3-1 Cationes: Na+1, K+1, Ca+2, Mg+2 Mantienen constante el pH Interactúan en la turgencia celular: El K+ favorece imbibición y el Ca+2 la dificulta. Su variación provoca permeabilidad, excitabilidad y contractibilidad. Sales Asociadas Fundamentalmente iones que se unen a moléculas orgánicas: Proteínas: fosfoproteínas Lípidos: fosfolípidos 13

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