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En ambos casos, se trata de disoluciones que admiten la adición de ácido o base sin que se modifique apreciablemen- te el pH de la disolución. Se define capacidad amortiguado- ra de una disolución reguladora la cantidad de ácido o base que, añadida a dicha disolución, produce una variación máxi- ma de una unidad en el pH. Siguiendo con los ejemplos ante- riores, una buena disolución reguladora contendría, en pro- porciones análogas un ácido débil y su forma disociada (su base conjugada) procedente de la sal correspondiente. El equilibrio, como ya se ha expresado anteriormente sería: AH I A– + H+ [3.1] De acuerdo con el principio de Le Chatelier-Braun, la adición de ácido desplazaría el equilibrio hacia la izquierda, mientras que la adición de base lo haría hacia la derecha, al consumirse los iones hidrógeno para formar agua. En ambos casos, al final del proceso, la concentración de iones hidró- geno libres tenderá a ser igual a la inicial. Aplicando la ley de acción de masas al equilibrio anterior, podemos obtener la ecuación de Henderson-Hasselbalch, uti- lizada para el estudio y cálculo de los equilibrios ácido-base de las disoluciones reguladoras. En efecto, si consideramos un ácido débil AH, la mayor parte del mismo se encuentra en forma no disociada, con una fracción muy pequeña de iones A– y H+. Por ello, al añadir la sal correspondiente, casi todos los aniones en disolución proceden de la misma. Por tanto, en disoluciones amortiguadoras diluidas, se puede considerar que la concentración del ácido no disociado (AH) es igual a la con- centración total del ácido, y la concentración del anión o base conjugada (A–) es igual a la concentración total de sal. Consideradas estas premisas y aplicando la ley de acción de masas al equilibrio [3.1], obtendríamos: [A–] · [H+] Ka = ———— [AH] Despejando H+, se obtiene: Ka · [AH] [H+] = ———— [A–] Al aplicar logaritmos: [AH] log [H+] = log Ka + log —— [A–] Considerando las definiciones de pKa y pH, y cambiando de signo, se obtiene: [A–] pH = pKa + log —— [AH] o lo que es igual: [Sal] pH = pKa + log ——— [Ácido] expresión final de la ecuación de Henderson-Hasselbalch. De forma análoga, para una disolución básica, se puede deducir la expresión de Henderson-Hasselbalch como: [Base] pH = pKa + log ——— [Sal] De la expresión de Henderson-Hasselbalch se puede deducir una serie de hechos: 1. El valor de pH de una disolución reguladora depende de la proporción relativa de ácido/sal o base/sal; no depende de sus concentraciones absolutas. 2. Sin embargo, estas concentraciones absolutas sí que influyen en la capacidad de amortiguación. Al aumen- tar la concentración de la disolución reguladora, aumenta la capacidad para amortiguar los cambios de pH. 3. La amortiguación es máxima cuando el pH del medio coincide con el pKa de la disolución. Esto sucede cuando las concentraciones de ácido y sal o de base y sal son iguales. Generalmente, las disoluciones regu- ladoras tamponan bien hasta valores de pH una unidad por encima o por debajo del valor de su pKa, es decir, cuando la proporción sal/ácido o base/sal no es infe- rior a 1:10 o superior a 10:1. Fuera de este intervalo, la capacidad de amortiguación disminuye considera- blemente. Disoluciones reguladoras fisiológicas Los principales sistemas amortiguadores de pH en el orga- nismo, que contribuyen al mantenimiento del mismo en el margen adecuado, son los siguientes: 1. Amortiguador fosfato. La disociación del ácido fos- fórico, ácido triprótico, se desarrolla con la pérdida de un protón en cada equilibrio establecido, al que corresponde un valor de pKa determinado. Estos equilibrios son los siguientes: H3PO4 O H2PO – 4 O HPO4 2– O PO4 3– pKa1 = 2.21 pKa2 = 6.80 pKa3 = 12.70 A efectos de regulación fisiológica, el equilibrio que más interesa es el segundo, ya que el pKa2 que lo gobierna se encuentra próximo al pH del medio extracelular (7.4). Suele ser buen amortiguador, aunque su concentración en plasma 36 | El escenario bioquímico 03 Capitulo 03 8/4/05 09:40 Página 36
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