resumo bioquimica-Agua y Ph

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Agua y Ph 
Misión del agua: 
-Los procesos químicos y físicos de la vida requieren 
que las moléculas puedan desplazarse, encontrarse e 
intercambiarse continuamente, siendo el agua el 
médio líquido más adecuado para esta finalidad. 
Importancia del agua: 
Ø Es el medio de la vida. 
Ø Rodea las moléculas biológicas 
Ø Participa en sus transformaciones químicas. 
Ø Su interacción con otras sustancias es un factor 
determinante para la estructura molecular de las 
proteínas y las membranas. 
Ø Sus componentes reactivos influyen en las 
estructuras de las moléculas biológicas así como en su 
reactividad química. 
Ø Los ácidos y bases en solución acuosa es 
fundamental para los mecanismos de las enzimas y 
para las transformaciones metabólicas y de energía. 
Propiedades del agua: 
ØMolécula angular, con dipolo permanente. 
ØFormadora de puentes de H entre sí y con grupos 
polares (C=O, OH, NH, etc.) 
ØLíquido disolvente de sustancias polares e iones. 
ØSolvata las especies en disolución. 
ØAlto punto de ebullición. 
ØAlta capacidad calorífica (tampón térmico) 
ØAlto calor latente de vaporización 
ØAlta constante dieléctrica 
ENLACES DE HIDRÓGENO EN EL 
H20: 
-Es polar; es decir, tiene distribución no uniforme de 
la carga. Oxígeno tiene una carga parcial negativa 
(indicada por el símbolo δ–) Hidrógeno tiene una 
carga positiva parcial (indicada por el símbolo δ+) 
 
-Cada molécula de agua puede participar en 4 enlaces 
de hidrógeno:2 átomos de H y dos pares de electrones 
no compartidos 
El agua como solvente: 
oEl agua es el disolvente universal debido a su 
capacidad de formar puentes 
de H y su polaridad. 
oLos procesos vitales requieren que una variedad de 
iones y solventes se 
disuelvan en un medio común. 
-Solvente eficaz para una amplia variedad de 
compuestos. 
-El agua tiene un valor relativamente elevado de 
constante dieléctrica, que es una medida de la 
capacidad de un solvente de reducir las atracciones 
electrostáticas entre iones disuelto. 
Moléculas hidrófilas: 
-Las sustancias que se disuelven fácilmente en agua se 
denominan hidrófilas. 
1- Las moléculas con grupos funcionales capaces de 
formas puentes de H. 
2- Compuestos iónicos: 
-Los iones se rodean de moléculas de agua que se 
denominan capas de hidratación. 
-La tendencia a disolverse en agua de muchos 
compuestos iónicos se debe a: 
o Las capas de hidratación son enérgicamente 
favorables. 
o La constante dieléctrica elevada del agua apantalla y 
disminuye la fuerza electrostática entre los iones de 
carga opuesta, que de otro modo, volverían a unirse. 
Moléculas hidrófobas: 
-La interacción del agua con los compuestos no 
polares o no iónicos, es energéticamente no 
favorable. 
-A estos compuestos se los denomina hidrófobos o 
con aversión al agua. 
-En contacto con estas sustancias las moléculas de 
agua forman estructuras regulares denominadas 
clatrato. 
o Las moléculas de agua enjaulan a las moléculas 
hidrófobas 
o Las moléculas hidrófobas interactúan entre sí en el 
interior del clatrato. 
Ejemplo: Aceite en agua. 
Moléculas anfipáticas: 
o Poseen una cabeza polar hidrófila, y una cola apolar 
hidrófoba (Hidrocarburo) 
o Son ácidos grasos o detergentes. 
o Cuando se intenta disolverlas en agua forman varias 
estructuras: 
- Monocapa en la superficie del agua 
- Micelas (una capa) o vesículas (Bicapa) en el interior 
del agua si se agita enérgicamente 
Ph: Equilibrios iónicos: 
Ácido: son moléculas donadoras de protones 
Bases: son moléculas que aceptan protones 
Ácidos y bases fuertes: aquellos que se disocian 
totalmente en solución. 
Ácidos y bases débiles: aquellos que se disocian 
parcialmente en solución 
IONIZACIÓN DE AGUA Y 
PRODUCTO IÓNICO: 
o El equilibrio se expresa mediante el producto 
iónico, que a 25 °C es: 
o El agua puede actuar como un ácido o una base 
débil 
o El producto iónico depende de la temperatura 
-A 37 °C las concentraciones de H+ y OH- endisolución 
neutra es 1,6x10-7 
PH: POTENCIAL DE 
HIDROGENIONES: 
-El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una 
disolución. El pH indica 
la concentración de iones hidrógeno[H+] presentes en 
determinadas 
disoluciones. 
 
 
-Mientras más alta sea la concentración de protones 
en solución el pH será 
menor y viceversa. 
o Margen de pH fisiológico: 6,5- 8. 
o Las reacciones bioquímicas son muy sensibles a 
cambios de pH. 
EQUILIBRIO DE ÁCIDOS Y BASES 
DÉBILES: 
oReacción de disociación de un ácido débil: HA----------
---> A- + H+ 
oConstante de equilibrio: 
 
-Mayor Ka- Mayor disociación- Ácido más fuerte 
oLa fuerza de los ácidos se expresa mejor como pka: 
pka= -log ka 
-Menor pKa- Mayor disociación- Ácido más fuerte 
o Los ácidos polipróticos presentan disociaciones 
sucesivas. 
o Distintos valores de pka en cada disociación, por lo 
que pueden existir 
varios estados de ionización. 
TITULACIÓN DE ÁCIDOS DÉBILES: 
o La ecuación de Henderson Hasselbalch describe el 
cambio de pH durante una titulación de un ácido o 
base débil 
pH = pKa + log ( base ) / ( ácido ) 
-Si en la ecuación la concentración de ácido es igual a 
la de la base, el cociente es 1, siendo el log de 1 = 0, se 
tiene que pH = pKa 
-Por tanto, se puede definir el pKa como el valor de 
pH de una solución amortiguadora en el que el ácido y 
la base se encuentran a concentraciones 
equimoleculares o al 50% cada una. 
SOLUCIONES AMORTIGUADORAS: 
oEl pH de los medios biológicos es una constante 
fundamental para el mantenimiento de los procesos 
vitales. 
oLa acción enzimática y las transformaciones químicas 
de las células se realizan dentro de unos estrictos 
márgenes de pH. 
oLos sistemas encargados de evitar grandes 
variaciones del valor de pH son los denominados 
“amortiguadores, buffer, o tampones”. 
oSon por lo general soluciones de ácidos débiles y de 
sus bases conjugadas o de bases débiles y sus ácidos 
conjugados. Los amortiguadores resisten tanto a la 
adición de ácidos como de bases. 
 
TAMPONES FISIOLÓGICOS: 
1.- Extracelulares: 
oHCO3 - / H2CO3 (Principal buffer sanguíneo) 
o HPO4 2- / H2PO4 
oproteinatos 
ohemoglobina (HbO2 / HbH) 
2. - Intracelulares: 
El sistema HCO3 - / H2CO3: 
oConstituye el sistema regulador fisiológico más 
importante del plasma. 
oEl ácido carbónico con dos protones ionizables de 
constantes pKa1=3,89 y pKa2=10,22. 
o Tendría una capacidad amortiguadora pequeña en 
los seres humanos si no fuera porque se deshidrata a 
CO2 que puede ser espirado. Esta reacción está 
catalizada por la enzima anhidrasa carbónica (AC). 
o El sistema acoplado tiene un pKa de 6,1 y es 
adecuado para mantener el pH sanguíneo siempre 
que haya un exceso de bicarbonato con respecto al 
CO2. 
o De todas maneras a pesar de que el sistema 
amortiguador de bicarbonato no es particularmente 
poderoso, tiene igual importancia que todos los 
demás del cuerpo humano porque la concentración 
de cada uno de los elementos del sistema bicarbonato 
puede regularse: el CO2 por el sistema respiratorio y 
el bicarbonato por los riñones. 
El buffer fosfato: 
oEs el principal sistema buffer de la orina y de los 
líquidos intracelulares debido a que la concentración 
de fosfatos a este nivel es varias veces mayor que en 
los líquidos extracelulares 
oEl pH de los líquidos intracelulares se halla 
generalmente más cerca del pKa del buffer fosfato. 
oAdemás tiene importancia en los líquidos tubulares 
de los riñones por dos motivos: en primer lugar, el 
fosfato suele concentrarse mucho en los túbulos, con 
lo cual aumenta el poder amortiguador del sistema. 
En segundo lugar, el líquido tubular se vuelve más 
ácido que los líquidos extracelulares acercándose al 
pKa del sistema