1) Los buffers son soluciones que resisten cambios en el pH cuando se agregan pequeñas cantidades de ácido o base. Existen tres tipos principales de buffers: ácido débil-sal, base débil-sal, y salino. 2) La capacidad de amortiguación de un buffer es máxima cuando la relación concentración de sal/ácido o sal/base es igual a 1. El rango útil de un buffer es cuando el pH está entre pKa ± 1. 3) Los principales buffers en el cuerpo son el sistema carbonato/bicarbonato y los sistemas de fos

1. Soluciones reguladoras I Clase 18 25 de Abril de 2005 Dra. Marisa Repetto Catedra de Qu í mica General e Inorganica

2. Efecto de ion común En una reacción química en equilibrio, la adición de un compuesto que al disociarse produce un ión común con las especies químicas en equilibrio, produce un desplazamiento del equilibrio denominado efecto del ion común.

3. Efecto de ion común ¿Que pasa cuando se disuelven dos compuestos diferentes? H 2 O CH 3 -COONa Na + + CH 3 -COO - CH 3 -COOH H + + CH 3 -COO -    La reacción se desplaza hacia la izquierda y el pH aumenta. Se hace menos ácida .

9. Soluciones amortiguadoras ó reguladoras (buffer) La solución tiene la capacidad de resistir los cambios de pH cuando se agregan pequeñas cantidades tanto de ácido como de base. Ácido débil (suministra protones a una base fuerte) y su base conjugada (aceptará protones de un ácido fuerte) Base débil (acepta protones de un ácido fuerte) y su ácido conjugado (cede protones a una base fuerte)

10. Efecto de ion común

11. Soluciones amortiguadoras ó reguladoras 1. Sistema Ácido - Sal: Constituido por un ácido débil y una sal de ese ácido y una base fuerte. Ejemplo: HAc / NaAc; HCN / NaCN. 2. Sistema Base - Sal: constituido por una base débil y una sal de esa base con un ácido fuerte. Ej.: NH 3 / NH 4 Cl .

12. 3. Sistema Salino: puede estar constituido por: * una sal monosustituida y otra disustituida de un ácido poliprótico débil (por ej. H 3 PO 4 ) con una base fuerte. Ej.: NaH 2 PO 4 / K 2 HPO 4 . * una sal disustituida y otra trisustituida del mismo ácido. Ej.: K 2 HPO 4 / Na 3 PO 4 .

13. 4. Anfolitos: son sustancias que tienen en su molécula grupos ácidos y básicos. Son generalmente moléculas de sustancias orgánicas, como por ejemplo los aminoácidos (g licina ).

16. 3. Sistema Salino Están constituidos por dos sales de un ácido poliprótico (por ejemplo H 3 PO 4 ), con distinto grado de sustitución. Se considera a la sal: más sustituida  como sal menos sustituida  como ácido Ejemplo: Sea el sistema NaH 2 PO 4 / K 2 HPO 4 . NaH 2 PO 4  será el ácido K 2 HPO 4  será la sal

17. cuyos valores son : Ka 1  1 .10 -2 , Ka 2  1 .10 -7 , Ka 3  1 .10 -12 ¿Cuál es el valor de Ka que se deberá seleccionar para calcular el pH del buffer ? [H + ] . [H 2 PO 4 - ] H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 - Ka 1 = _____________ [H 3 PO 4 ] [H + ] . [PO 4 3- ] HPO 4 2- H + + PO 4 3- Ka 3 = _____________ [HPO 4 2- ] [H + ] . [HPO 4 2- ] H 2 PO 4 - H + + HPO 4 2- Ka 2 = _____________ [H 2 PO 4 - ]

18. Para responder esta pregunta debemos plantear las ecuaciones de ionización de las sales que forman el sistema buffer: En el ejemplo mencionado: NaH 2 PO 4 Na + + H 2 PO 4 - K 2 HPO 4 2K + + HPO 4 2- iones derivados del H 3 PO 4 y ver cuál de las reacciones de equilibrio del ácido débil poliprótico, contiene las especies derivadas de él.

19. Soluciones amortiguadoras ó reguladoras H 2 PO 4 - H + + HPO 4 2- Ka 2 =1 . 10 -7 Siguiendo el razonamiento anterior: [Sal] [HPO 4 2- ] pH = pka + log ________ pH = pka + log ________ [Ácido] [H 2 PO 4 - ] Conclusión : La constante que debe usarse es la que corresponde al equilibrio que involucra a las dos especies que constituyen el buffer.

20. Efecto de ion común

22. ¿ entre qué valores de pH puede un buffer actuar amortiguando el pH ante el agregado de H + o de OH - ? Relación [sal] / [ácido] o [sal] / [base] intervalo de 10 a 0,1, relación comprendida entre: diez partes de sal a una parte de ácido o base, o una parte de sal a diez partes de ácido o base efecto amortiguador eficaz RANGO ÚTIL DE UNA SOLUCIÓN REGULADORA.

23. Capacidad reguladora máxima y rango útil de un buffer . Resumiendo: - Cuando la capacidad reguladora es máxima la relación [sal] / [ácido] o [sal] / [base] es igual a la unidad y en este caso: pH = pKa + log 1 = pKa o pOH = pKb + log 1 = pKb - Cuando la razón [sal] / [ácido] o [sal] / [base] es igual a 10, el pH será: pH = pKa + log 10 = pKa + 1 pOH = pKb + log 10 = pKb + 1

24. - Cuando la razón [sal] / [ácido] o [sal] / [base] es igual a 1/10, o sea 0,1: pH = pKa + log 0,1 = pKa - 1 pOH = pKb + log 0,1 = pKb - 1 Por lo que el rango útil es el que corresponde a: pH = pKa  1 o pOH = pKb  1

26. Vaso capilar Eritrocito Pulmones O 2 + HHb H + + HCO 3 - H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O AC O 2 CO 2 HCO 3 - Plasma HHbO 2 HbO 2 - + H +

27.  que no sea tóxica  que se metabolice rápidamente  que exista en forma habitual en el organismo  en que forma farmacéutica se utilizará Elección de la solución reguladora Criterios a utilizar: