REPUBLICA DE COLOMBIAUNIVERSIDAD POPULAR DEL CESARFACULTAD CIENCIAS DE LA SALUD

ESTUDIOS DE PREGRADOASIGNATURA: BIOQUIMICAPROFESOR: MARTIN NUÑEZ

TITULACION POTENCIOMETRICA DE AMINOACIDOS

REALIZADO POR:Kendrys Aileth Ruiz Mayorga

Eugenia CastillaKaren GonzálezJesús Quintero

Valledupar-septiembre-09-2013

OBJETIVO

Determinar el pH de algunas sustancias utilizadas y consumidas en

nuestro diario vivir, tomando como instrumento principal el

potenciómetro.

Mirar en que tiempo y en que parte se produce la titulación como

neutralización.

MATERIALES Y REACTIVOS

Probeta

Bureta

Soporte universal

Erlenmeyer

Potenciómetro

Beacker

Gotero

Fenolftaleína

HCL al 0,1 N

NaOH al 0,1 N

Vinagre

Jugo cítrico

Yogurt

Leche

Energizante

Coca cola

Limón

MARCO TEORICO

El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una solución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias. Este término fue acuñado por el químico danés Sørensen, quien lo definió como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno.

Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración molar del ion hidrógeno.

ESCALA DE PH

Los ácidos y las bases tienen una característica que nos deja poder medirlos, es la concentración de los iones de hidrógeno. Los ácidos fuertes tienen altas concentraciones de iones de hidrógeno y los ácidos débiles tienen concentraciones bajas. El pH entonces es un valor numérico que expresa la concentración de iones de hidrógeno.

La naturaleza de las sustancias es una de los temas más estudiados por la química, ya que de acuerdo a ésta, están determinados los tipos de reacciones que se presentan de acuerdo a los reactivos en un proceso.

La titulación es un método para determinar la cantidad de una sustancia presente en solución. Una solución de concentración conocida, llamada solución valorada, se agrega con una bureta a la solución que se analiza. En el caso ideal, la adición se detiene cuando se ha agregado la cantidad de reactivo determinada en función de un cambio de coloración en el caso de utilizar un indicador interno.

En términos generales la reacción entre cantidades equivalentes de ácidos y bases se llama neutralización o reacción de neutralización, la característica de una reacción de neutralización es siempre la combinación de hidrogeniones que proceden del ácido, con hidroxiliones procedentes de la base para dar moléculas de agua sin disociar, con liberación de energía calorífica como calor de neutralización y formación de una sal.

En una expresión como la siguiente expresión:

Ácido   +  Base  →  Sal   +   Agua

Así pues, la titulación es un proceso en el cual la solución estándar (del patrón primario) se combina con una solución de concentración desconocida para determinar dicha concentración, la curva de titulación es la gráfica que indica como el pH de la solución cambia durante el transcurso de la misma (el pH se gráfica contra el volumen de base o ácido agregado).

Entonces podría entenderse como final de la titulación al momento en que el pH llegase a 7, sin embargo, esto está en función de la “fuerza” del ácido o la base que se están titulando.

PROCEDIMIENTO

Colocamos aproximadamente 20 ml de las siguientes sustancias vinagre, una bebida energizante, leche, yogurt, jugo cítrico, coca cola y limón cada una en un beacker.

Se sumergió en electrodo del potenciómetro en cada una de las sustancias, cuidando de lavar el electrodo con agua destilada después de cada determinación del pH.

Luego se hizo el registro de valores, respectivamente.

Para la curva de valoración (titulación acido fuerte HCL y base fuerte NaOH).

Se adiciono a una bureta aproximadamente 30 ml de NaOH al 0,1 N

Se coloco en un soporte universal. Luego, en un beacker limpio y seco se agrego aproximadamente

20 ml de HCL al 0,1 N. Se registro el valor del pH de la solución de HCL con el

potenciómetro. Se coloco el beacker debajo de la bureta, y se le adicionaron 3

gotas de fenolftaleína y se le fueron agregando diferentes volúmenes de NaOH a 0,1 N en ml.

Se determinaba el pH de la solución después de cada adición. Se observo cuidadosamente el pH al cual cambio el color de

solución acida por efecto del indicador fenolftaleína (Es un indicador de pH que en soluciones ácidas permanece incoloro, pero en presencia de bases se torna rosa o violeta).

ANALISIS DE RESULTADOS

Al tomar como muestras sustancias conocidas y consumidas diariamente para determinar el nivel de acidez o basicidad, es decir, su pH; en este caso se hizo tomando como base las siguientes sustancias:

SUSTANCIA pHEnergizante 3.26Coco cola 2.49Vinagre 2.67Jugo cítrico 2.81Leche 6.4

Limón 2.1

Se determina o se concluye que la mayoría de estas contiene una acidez extremadamente alta, casi proporcional a la del HCL, y que pueden causar problemas gástricos e intestinales.

En el procedimiento siguiente se realiza la titulación de un acido fuerte (HCL) y base fuerte (NaOH) a una misma concentración, es decir, a 0,1 N; aquí se tuvo en cuenta los valores de pH a medida que se iba añadiendo la sustancia básica a la acida y se determinaba su pH, hasta su punto de neutralización.

V (ml de NaOH 0,1 N)

pH (HCL 0,1 N)

0 2.153 11.27 Punto de

neutralización

Sabiendo esto, se hace la curva de valorización, tomando como base los valores antes mencionados.

CUESTIONARIO

1. Teniendo en cuenta el pH de cada solución se calcula la  [ ] de hidrogeniones [H+] e hidroxilo [OH-] para cada sustancia.

Recordando que:

[H+] = 10-pH= Anti log (-pH)[H+]. [OH-] = 1x10-14

Energizante 3.26

PH= log¿= 10-3

= ¿+ ¿= 1*10-4

= [1∗10−3 ] ¿=1*10-14

= ¿= 1*10-14 = 1*10-14 * 1*10+3 = 1*10-11

1*10-3

Coco cola 2.49

PH= log¿= 10-2

= ¿+ ¿= 1*10-4

= [1∗10−2 ] ¿=1*10-14

= ¿= 1*10-14 = 1*10-14 * 1*10+2 = 1*10-12

1*10-2

Vinagre 2.67

PH= log¿= 10-2

= ¿+ ¿= 1*10-4

= [1∗10−2 ] ¿=1*10-14

= ¿= 1*10-14 = 1*10-14 * 1*10+2 = 1*10-12

1*10-2

Jugo cítrico 2.81

PH= log¿= 10-2

= ¿+ ¿= 1*10-4

= [1∗10−2 ] ¿=1*10-14

= ¿= 1*10-14 = 1*10-14 * 1*10+2 = 1*10-12

1*10-2

Limón 2.1

PH= log¿= 10-2

= ¿+ ¿= 1*10-4

= [1∗10−2 ] ¿=1*10-14

= ¿= 1*10-14 = 1*10-14 + 1*10+2 = 1*10-12

1*10-2

2. Calcular el pH de las siguientes soluciones:a. HNO3 a 0,000023 M

PH= log¿

= log [2.3 x10−5 ]

= log 2.3 + log 10-5

= 0.36 – (-5) = -0.36 +5= 4.64 M/L

b. KOH a 0,00046 M

PH= log¿

= log [4.6 x 10−4 ]

= log 4.6 + log 10-4

= 0.66 – (-4) = -0.66 +4 = 3.34 M/L

3. ¿Qué importancia tiene el pH en los microorganismos y en el hombre?

Es determinante en las reacciones químicas de degradación de la materia orgánica. Si el pH es muy bajo o muy alto desnaturaliza las proteínas que conforman al ser vivo y además aunque las variaciones sean muy pequeñas alteran el equilibrio homeostático y pueden provocar secuelas.

Generalmente una ligera variación de pH indica una alteración metabólica o bien puede ser el factor determinante para la proliferación de un hongo, virus o bacteria.

4. ¿Cuál es la importancia del pH en los procesos biológicos de los organismos animales?

Casi todos los procesos biológicos son dependientes de un pH. Un pequeño cambio en el pH lleva a un gran cambio en la velocidad de un proceso, lo anterior es cierto no solo para aquellas reacciones en donde está involucrado directamente el ion H+, sino también para aquellas en donde aparentemente no está involucrado directamente.

Por ejemplo, es muy importante en la nutrición humana ya que el jugo gástrico es de 1.0 y 2.0, es decir, es muy acido; lo cual tiene como principal objetivo disminuir el pH en el bolo alimenticio (actúa como solución amortiguadora) y activar enzimas como la pepsina para que estas actúen sobre los alimentos, en nutrición hay una dieta alcalina y consiste en el equilibrio del pH, pues de lo contrario esto generaría gastritis y otras enfermedades.

5. ¿Cuáles son los amortiguadores utilizados en biología?

Los que se usan en investigación pueden ser muy variados ya que existen innumerables amortiguadores para uso en el laboratorio. El que se use debe ser aquel que regule el pH al valor que uno está interesado.

En soluciones equimolares de un acido o una base conjugada, por ejemplo: acido acético y acetato de sodio, o acido fosfórico y fosfato de sodio.

6. Explique el método de titulación de un acido fuerte con una base fuerte.

Los ácidos y bases fuertes se disocian completamente, por lo tanto, al final de la disolución no quedará nada del ácido (o de la base) y de acuerdo con la estequiometria de la reacción es fácil calcular la concentración de iones H3O+ (o de OH-) y a partir de ahí su pH.

- Reacciones de neutralización entre ácido fuerte (HCl) y base fuerte

(NaOH). El pH en el punto de equivalencia es 7 ya que todos los iones

hidronio han sido neutralizados por los iones hidroxilo, para dar H2O

El resto de los iones no reaccionan con el agua ya que:

- El Cl– procede de un ácido fuerte (es una base débil frente al

agua): no se hidroliza.

- El Na+ procede de una base fuerte (es un ácido muy débil frente al

agua): no se hidroliza

7. ¿Cuáles son los principales sistemas amortiguadores en mamíferos?

- Amortiguador proteína: las proteínas intracelulares con sus grupos ionizables constituyen de forma importante en el mantenimiento del pH, mediante el intercambio de3 H+ por los otros iones (Na+ y K+) que se desplazan n medio extracelular para mantener la neutralidad eléctrica.

- La hemoglobina es el principal amortiguador de este tipo, es la proteína más abundante de la sangre.En el interior del hematíe, el CO2 se va a convertir en acido carbónico que se disocia dando un H+ que rápidamente será tamponado por la hemoglobina, y bicarbonato que saldrá fuera del hematíe en intercambio de iones cloro.

- Amortiguador fosfato: ejerce su acción fundamentalmente a nivel intracelular, ya que es allí donde existe una mayor [ ] de fosfatos.

- Amortiguación osea: el hueso interviene en la amortiguación de la carga acida captando los H+ en exceso liberando carbonato a la sangre por disolución del hueso mineral.

- Amortiguador carbónico/bicarbonato: presente en medios tanto intracelulares como extracelulares.

8. ¿Por qué la hemoglobina se comporta como sustancia buffer o amortiguadora en la sangre?

Las características de la hemoglobina como amortiguador están íntimamente vinculadas a la capacidad de disociación del grupo imidazólico del aminoácido histidina unido al hierro que contiene el grupo hemo. Propiedad de modificarse en función de la molécula de Hb este unida al oxigeno (HbO2) o no (Hb). La oxihemoglobina (HbO2) es un acido más fuerte que la Hb desoxigenada porque su pK es menor.

Esta propiedad le confiere una eficacia amortiguadora especial, que se ve favorecida por el hecho de que la Hb es una proteína muy abundante en la sangre (el 15% del total de proteína).

Si consideramos que en el eritrocito el pH interno es 7,3 y aplicamos la ecuación de Henderson – Hasselbach, se puede calcular fácilmente que para la HbO2, el 80% de las moléculas están en forma disociada y el 20% está en la forma acida no disociada.

En cambio, el 80%de la Hb desoxigenada se encuentra sin disociar y el 20% disociada.

Esta propiedad especial hace que la Hb un amortiguador extraordinariamente eficaz, puesto que es capaz de modificar el pK liberando O2 y así soportar grandes cambios en la proporción sal/acido sin que se produzca cambio alguno en el pH.

El pK (logaritmo negativo de la constante de disociación), de este grupo funcional, que es aproximadamente 7, tiene la especial

9. Explique acidosis metabólica, acidosis respiratoria, alcalosis metabólica y acidosis respiratoria.

La forma más rápida de producir alcalosis respiratoria es mediante una hiperventilación, es decir, a través de una respiración demasiado rápida y profunda. De esta manera se elimina demasiado dióxido de carbono, con lo que se desplaza el primer equilibrio hacia la izquierda para contrarrestar la perturbación externa (principio de Le Chatelier), y el resultado es la disminución en la [ ] de acido carbónico, y por tanto un aumento en el pH.

Al contrario que la alcalosis, la acidosis respiratoria se produce por una hipoventilación, es decir, cuando la respiración no es suficientemente profunda. Ahora el pulmón no puede eliminar con la suficiente rapidez el dióxido de carbono necesario para mantener el equilibrio primero, que se desplaza hacia la derecha (principio de Le Chatelier). La consecuencia es un aumento en la [ ] de acido carbónico que se traduce en un medio más acido.

La alcalosis metabólica se produce por la elevación de la [ ] de bicarbonato plasmático relacionado a la perdida de carga acida o a la mayor reabsorción o regeneración del mismo.

La acidosis metabólica es una afección en la cual hay demasiado acido en los líquidos corporales y esta ocurre cuando el cuerpo produce demasiado acido o cuando los riñones no están eliminando suficiente acido del cuerpo.

Entre esta tenemos:

Acidosis diabética (Cetoacidosis diabética o CAD), es producida cuando algunas sustancias conocidas como cuerpos cetonicos, que son ácidos, se acumulan durante la diabetes tipo 1 no controlada.

Acidosis hiperclorémica, es producida por la excesiva perdida de bicarbonato del sodio del cuerpo, como puede suceder con la diarrea intensa.

Acidosis láctica, es producida por la acumulación de acido láctico y puede ser causada por:

Alcohol; cáncer; ejercicio por mucho tiempo; insuficiencia hepática; bajo azúcar en la sangre (hipoglucemia); medicamentos como salicilatos; convulsiones y falta prolongada de oxigeno a causa de shock, insuficiencia cardiaca o anemia grave.

Otras causas abarcan: enfermedad renal (acidosis tubular distal y acidosis tubular renal proximal) e intoxicación con acido acetilsalicílico (aspirin), etilenglicol (anticongelantes) o metanol o por deshidratación intensa.

10. ¿Cuáles son los límites del pH en el plasma sanguíneo humano?

Los seres vivos no soportan variaciones del pH mayor de unas pocas decimas de unidad, por lo que han desarrollado a lo largo de la evolución una serie de mecanismos para regular la acidez.

El pH del plasma sanguíneo está próximo a 7,4 y se mantiene constante gracias a la acción de los aparatos respiratorios y urinario que controlan el mecanismo del sistema regulador HCO3

-/H2CO3.

11. Una escala semejante a la escala de pH puede usarse para expresar las concentraciones de ion hidroxilo de las soluciones. El POH se define como logaritmo negativo de la concentración molar de iones OH.

Calcular el pH y POH de la solución 0,00036 M de KOH

PH= log¿

= log [3.6 x10−4 ]

= log 3.6 + log 10-4

= 0.55 – (-4) = -0.55 +4 = 3.45 M/L

POH = ? 3.6 * 10-4

POH= log (OH-)

=-log 3.6 +10-4

=log 3.6 + log 10-4

= -0.55 – (-4)

= 0.66+ 4= 3.34

PH+POH= 14

PH= 14- 3.34= 10.66 M/L

12. ¿Qué es electroforesis y enfoque isoeléctrico?

La electroforesis es un método de laboratorio en el que se utiliza una corriente eléctrica controlada con la finalidad de separar biomoléculas según su tamaño y carga eléctrica a través de una matriz gelatinosa.

- En papel; de alto voltaje; en agarosa; en acetato de celulosa; en gel de almidón; en gel de poliacrilamina; en gel de SDS-poliacrilamina.

El enfoque isoeléctrico es una técnica habitualmente denominada electroenfoque se emplea ampliamente en bioquímica para separar moléculas cargadas. Se trata de un tipo de electroforesis y se basa en el desplazamiento de las moléculas de un gradiente de pH.

CONCLUSIÓN

El pH es una propiedad que se relaciona con la actividad electroquímica y que es el resultado de la interacción entre ácidos y bases que componen la solución, además influye en la actividad amortiguadora de algunas sustancias que hacen parte de nuestro organismo.

El pH es algo universal en todas las áreas científicas, pues no solo es importante en química orgánica sino que es fundamental en el organismo vivo, es decir, en la bioquímica.

BIBLIOGRAFIA

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- http://www.educ.ar/dinamico/UnidadHtml__get__9481e7b0-c851-11e0-8287- e7f760fda940/index.htm

- http://ciencia-basica-experimental.net/titulacion.htm - http://es.scribd.com/doc/3040663/EQUILIBRIO-ACIDOBASE - http://labquimica.wordpress.com/2008/04/30/titulacion-acido-base/