Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-76

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42 Capítulo 2 
lo tanto el sistema se desplaza hacia la derecha. Mientras esto ocurre, se 
ioniza más ácido carbónico, reemplazando de manera efectiva a los iones 
hidrógeno que se han eliminado. 
Los organismos contienen muchos ácidos débiles y bases débiles, 
lo que les permite mantener una reserva esencial de la capacidad amorti-
guadora y les ayuda a evitar los valores extremos de pH.
Un ácido y una base reaccionan para formar una sal
Cuando se mezclan un ácido y una base en agua, el H+ del ácido se une 
con el OH− de la base formando una molécula de agua. El resto del ácido 
(un anión) se combina con el resto de la base (un catión) para formar una 
sal. Por ejemplo, el ácido clorhídrico reacciona con el hidróxido de sodio 
para formar agua y cloruro de sodio:
HCl + NaOH ¡ H2O + NaCl
Una sal es un compuesto en el que se sustituye el ion hidrógeno de un 
ácido por algún otro catión. El cloruro de sodio, NaCl, es una sal en la 
que el ion hidrógeno del HCl se sustituye por un catión Na+.
Cuando una sal, un ácido, o una base se disuelven en agua, los iones 
disociados pueden conducir una corriente eléctrica; estas sustancias se 
llaman electrólitos. Los azúcares, alcoholes y muchas otras sustancias no 
forman iones cuando se disuelven en agua; no conducen corriente eléc-
trica y se conocen como no electrólitos.
Las células y los líquidos extracelulares (como la sangre) y de ani-
males y plantas contienen diversas sales disueltas que son la fuente de 
muchos iones minerales importantes esenciales para el equilibrio de lí-
quidos y el equilibrio ácido-base. Los iones nitrato y amonio del suelo 
son las fuentes más importantes de nitrógeno para las plantas. En los 
animales el funcionamiento de los nervios y de los músculos, la coagu-
lación sanguínea, la formación de huesos, y muchos otros aspectos del 
funcionamiento del cuerpo dependen de los iones. Sodio, potasio, cal-
cio y magnesio son los cationes principales presentes; cloruro, bicarbo-
nato, fosfato y sulfato son los aniones importantes. Las concentraciones 
y cantidades relativas de los diversos cationes y aniones se mantienen 
constantes. Cualquier cambio importante afecta las funciones celulares 
y puede conducir a la muerte.
Repaso
 ■ Una disolución tiene una concentración de iones hidrógeno de
0.01 mol/L. ¿Cuál es su pH? ¿Cuál es su concentración de iones 
hidróxido? ¿Es ácida, básica o neutra? ¿Cómo difi ere esta disolución
de otra con un pH de 1?
 ■ ¿Cuáles podrían ser las consecuencias de agregar o quitar un reactivo o 
un producto de una reacción reversible que se encuentra en equilibrio 
dinámico?
 ■ ¿Por qué son importantes los amortiguadores en los organismos? ¿Por 
qué no funcionan como amortiguadores los ácidos o bases fuertes?
 ■ ¿Por qué se hace referencia a los ácidos, bases y sales como electrólitos?
Los amortiguadores minimizan los cambios de pH
Muchos de los mecanismos homeostáticos funcionan para mantener 
los valores de pH adecuados. Por ejemplo, el pH de la sangre humana 
es de aproximadamente 7.4 y se debe mantener dentro de límites muy 
estrechos. Si la sangre se vuelve demasiado ácida (por ejemplo, como 
resultado de enfermedades de las vías respiratorias), se puede producir 
el coma y la muerte. La alcalinidad excesiva puede dar como resultado 
la sobreexcitación del sistema nervioso hasta convulsionar. Los organis-
mos contienen muchos amortiguadores naturales. Un amortiguador es 
una sustancia o combinación de sustancias que resiste los cambios en el 
pH cuando se agrega un ácido o base. Un sistema amortiguador incluye 
un ácido débil o una base débil. Un ácido débil o base débil no se ioni-
zan por completo. En cualquier momento dado, sólo una fracción de las 
moléculas están ionizadas; la mayoría no se disocian.
Uno de los más comunes sistemas amortiguadores se encuentra en 
la sangre de los vertebrados (vea el capítulo 46). El dióxido de carbono, 
producido como producto de desecho del metabolismo celular, entra en 
la sangre, en donde el constituyente principal es el agua. El dióxido de 
carbono reacciona con el agua formando ácido carbónico, un ácido débil 
que se disocia en un ion hidrógeno y en un ion bicarbonato. La expresión 
siguiente describe el sistema de amortiguamiento:
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3–
Dióxido 
de carbono
Agua Ácido 
carbónico
Ion 
bicarbonato
Como indican las fl echas dobles, todas las reacciones son reversibles. De-
bido a que el ácido carbónico es un ácido débil, las moléculas no disociadas 
están siempre presentes, como el resto de los componentes del sistema. La 
expresión describe el sistema cuando está en equilibrio dinámico, es decir, 
cuando las velocidades de las reacciones directa e inversa son iguales y las 
concentraciones relativas de los componentes no están cambiando. Un 
sistema en equilibrio dinámico tiende a permanecer en equilibrio a menos 
que se aplique una tensión sobre éste, lo que hace que tenga que cambiar 
para reducir la tensión hasta que se alcance un nuevo equilibrio dinámico. 
Un cambio en la concentración de cualquier componente es una tensión. 
Por lo tanto, el sistema puede “desplazarse hacia la derecha” agregando 
reactivos o quitando productos. A la inversa, el sistema se puede “desplazar 
hacia la izquierda” agregando productos o quitando reactivos.
Los iones hidrógeno son los productos importantes para conside-
rar en este sistema. Al agregar iones hidrógeno en exceso, el sistema se 
desplaza temporalmente hacia la izquierda, ya que se combinan con los 
iones bicarbonato para formar ácido carbónico. Finalmente, se establece 
un nuevo equilibrio dinámico. En este punto la concentración del ion 
hidrógeno es similar a la concentración original, y el producto de los io-
nes hidrógeno y de los iones hidróxido recupera el valor de equilibrio 
de 1 � 10–14.
Si se agregan iones hidróxido, éstos se combinan con los iones hi-
drógeno para formar agua, eliminando de forma efi caz un producto y por 
2.1 (página 27) 
 1 Mencionar los principales elementos químicos que hacen parte de los seres 
vivos así como una función importante de cada uno.
 ■ Un elemento es una sustancia que no se puede descomponer en sustan-
cias más simples mediante reacciones químicas normales. Aproximada-
mente 96% de la masa de un organismo se compone de carbono, columna 
vertebral de las moléculas orgánicas; hidrógeno y oxígeno, los componen-
tes del agua y nitrógeno, un componente de proteínas y ácidos nucleicos.
 2 Comparar las propiedades físicas (masa y carga) y la ubicación de los electro-
nes, protones y neutrones. Distinguir entre el número atómico y el número de 
masa de un átomo o masa atómica.
■■ R E S U M E N : E N F O Q U E E N LO S O B J E T I VO S D E A P R E N D I Z A J E
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	Parte 1 La organización de la vida
	2 Átomos y moléculas: la base química de la vida
	2.6 Ácidos, bases y sales
	Los amortiguadores minimizan los cambios de pH
	Un ácido y una base reaccionan para formar una sal
	Repaso
	RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE