Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-75

Vista previa del material en texto

Átomos y moléculas: la base química de la vida 41
En la FIGURA 2-17 se muestran los valores de pH de algunas sus-
tancias comunes. Aunque existen algunos compartimientos muy ácidos 
dentro de las células (vea el capítulo 4), la mayor parte del interior de una 
célula animal o vegetal no es muy ácida ni muy básica, sino una mezcla 
esencialmente neutra de sustancias ácidas y básicas. Ciertas bacterias se 
adaptan a la vida en ambientes extremadamente ácidos (se analizan en 
el capítulo 25), pero un cambio sustancial en el pH es incompatible con 
la vida para la mayoría de las células. El pH de la mayoría de los tipos de 
células vegetales y animales (y de su entorno) normalmente oscila entre 
7.2 y 7.4.
El pH es una medida conveniente de acidez
El grado de acidez de una disolución se expresa generalmente en térmi-
nos del pH, que se defi ne como el logaritmo negativo (de base 10) de la 
concentración de iones hidrógeno (expresada en moles por litro):
pH = −log10[H+]
Los corchetes indican concentración, por lo tanto, el término [H+] sig-
nifi ca “la concentración de iones hidrógeno”, que se expresa en moles 
por litro, porque corresponde a la medida de mayor interés práctico. De-
bido a que el rango de valores posibles de pH es amplio, el uso de una 
escala logarítmica (con una diferencia de 10 entre unidades sucesivas) es 
más conveniente que el de una escala lineal.
Las concentraciones de iones hidrógeno son casi siempre menores 
de 1 mol/L. Un gramo de iones hidrógeno disuelto en 1 L de agua (una 
disolución 1 M) puede no parecer impresionante, pero esta disolución 
sería extremadamente ácida. El logaritmo de un número menor que 1 es 
un número negativo, por lo que el logaritmo negativo corresponde a un 
valor de pH positivo. (Las disoluciones con valores de pH menores que 
cero se pueden producir pero no ocurren en condiciones biológicas).
Es fácil calcular los valores enteros de pH. Por ejemplo, conside-
remos el ejemplo de agua pura, que tiene una concentración de iones 
hidrógeno de 0.0000001 (10−7) mol/L. El logaritmo es de −7. El loga-
ritmo negativo es 7, por lo tanto, el pH es 7. En la TABLA 2-2 se muestra 
cómo calcular los valores de pH a partir de la concentración de iones 
hidrógeno, y viceversa. Comparativamente, la tabla también incluye las 
concentraciones de iones hidróxido, que se pueden calcular ya que el 
producto de la concentración de iones hidrógeno y la concentración de 
iones hidróxido es de 1 � 10−14:
[H+][OH−] = 1 × 10−14
El agua pura es un ejemplo de una disolución neutra; con un pH 
de 7, que tiene concentraciones iguales de iones hidrógeno y de iones 
hidróxido (la concentración de cada uno es de 10−7 mol/L). Una diso-
lución ácida tiene una concentración de iones hidrógeno que es mayor 
que la de su concentración de iones hidróxido y tiene un valor de pH 
menor de 7. Por ejemplo, la concentración de iones hidrógeno de una 
disolución con un pH de 1 es 10 veces mayor que la de una disolución 
con un pH de 2. Una disolución básica tiene una concentración de io-
nes hidrógeno que es menor que su concentración de iones hidróxido y 
tiene un pH mayor que 7.
Cálculo del valor de pH y de la concentración 
de iones hidróxido a partir de la 
concentración de iones hidrógeno
Sustancia [H+]* log [H+] pH [OH−]†
Jugo gástrico 0.01, 10−2 −2 2 10−12
Agua pura, 0.0000001, 10−7 −7 7 10−7
disolución 
neutra
Amoníaco para 0.00000000001, 10−11 −11 11 10−3
uso casero
*[H+] = concentración de iones hidrógeno (mol/L)
†[OH−] = concentración de iones hidróxido (mol/L)
TABLA 2-2
0
Escala de pH
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
12
13
14
Ácido de batería 0.0
Ácido estomacal 1.0
Jugos gástricos del estómago 2.0
Vinagre 3.0
Cerveza 4.5
Café negro 5.0
Agua de lluvia 6.25
Agua destilada 7.0
Agua de mar 8.0
Blanqueador 9.0
Amoníaco para uso casero 11.5
Limpiador de horno 13.0
Lejía 14.0
10 Lago Mono, California 9.9
Ácido clorhídrico 0.8
Leche de vaca 6.5
Sangre 7.4
Aumento de 
alcalinidad
Aumento 
de acidez
Neutralidad
FIGURA 2-17 Animada Valores de pH de algunas de las 
disoluciones comunes 
Una disolución neutra (pH 7) tiene concentraciones iguales de H+ y OH–. 
Las disoluciones ácidas, o aquellas que presentan una mayor concentración 
de H+ que de OH–, tienen valores de pH menores de 7; los valores de pH 
mayores de 7 caracterizan a las disoluciones básicas, o aquellas que tienen 
un exceso de OH–.
02_Cap_02_SOLOMON.indd 4102_Cap_02_SOLOMON.indd 41 10/12/12 18:1610/12/12 18:16
	Parte 1 La organización de la vida
	2 Átomos y moléculas: la base química de la vida
	2.6 Ácidos, bases y sales
	El pH es una medida conveniente de acidez
	Tabla 2-2 Cálculo del valor de pH y de la concentración de iones hidróxido a partir de la concentración de iones hidrógeno