.

CONTENIDOS/ACIDEZ Y pH/pH y pOH/ACIDEZ TITULABLE Y SISTEMA TAMPN O BUFFER/ECUACIN DE HENDERSON-HASSELBALCH/PROBLEMAS PROPUESTOS/PROBLEMAS RESUELTO/PGINA PRINCIPAL

ACIDEZ Y pHEn casi todas las clulas vegetales, el jugo vacuolar es ms cido que el protoplasma debido a la acumulacin de cidos orgnicos, los que se encuentran separados del citoplasma mediante la membrana vacuolar o tonoplasto, impidiendo la inactivacin de las enzimas, que son sensibles a los cambios bruscos de pH.Los cidos orgnicos en los tejidos vegetales se encuentran en una concentracin del 0,1% en base al peso seco y en algunos casos como en los limones es 100 veces mayor. La savia de muchas plantas son ligeramente cidas con un pH de 6,0; aunque la de algunos frutos puede estar entre pH 2 y 3. Los cambios moderados de pH afectan el estado inico de las enzimas especialmente alrededor del centro activo y con frecuencia tambin el del substrato. Cuando se mide la actividad enzimtica a diversos pH, la actividad ptima generalmente se observa entre los valores de 5,0 a 9,0; sin embargo algunas enzimas como la pepsina, se activa a valores de pH entre 1,5 a 2,5 , la amilasa de la malta tiene un ptimo de 5,2 y la lipasa de la semilla de trtago(Ricinus communis) de 5,0.En todos estos casos, la actividad declina aambos lados del ptimo.La reaccin de un suelo es el grado de acidez o alcalinidad que este posee y se obtiene al medirle el pH. Los suelos cidos son tpicos de regiones con alta precipitacin en la que ocurre el lavado de los cationes bsicos ( Ca+2, Mg+2, Na+, K+) con un predominio de cationes cidos ( Al+3, H+), tanto en los sitios de intercambio como en la solucin del suelo, mientras que los suelos alcalinos, generalmente estn asociados a regiones ridas o semiridas y con un alto valor de saturacin de bases. Los pH alcalinos inducidos por encalamiento pueden originar una clorosis en las plantas, debido a una deficiencia de hierro, ya que el pH elevado provoca la indisponibilidad del hierro para las plantas.Segn Bronsted (1923) un cido se define como una molcula que libera un protn (H+) y una base como una molcula que acepta un protn (H+) en solucin. Por ejemplo:

El agua es una molcula anfiprtica, que se comporta como un cido y como una base dbil.Cuando se comporta como un cido, libera un protn y forma un in hidroxilo.

Cuando se comporta como base, acepta un protn para formar el in hidronio ( H3O+). Muchos protones en solucin existen como in hidronio ( H3O+).Para simplificar la exposicin, el in hidronio ( H3O+) se escribir en forma de ( H+), aunque sabemos que existe en la forma hidratada.Ir al principio

pH y pOHLa acidez y la alcalinidad de una solucin se expresa frecuentemente como el logaritmo del inverso de la concentracin de iones de hidrgeno [ H+] en moles por litro (M). Este valor se conoce como el pH de la solucin. Por definicin tenemos:pH = - log [ H+] .El pH es el logaritmo con signo negativo de la concentracin de iones de hidrgeno.As mismo la concentracin de iones de hidrgeno se calcula de la siguiente forma:.Por ejemplo si [ H+] es 1x 10-3M , entonces elS el pH de una solucin es por ejemplo 4,5; la concentracin de iones de hidrgeno es:Si la concentracin de iones de hidrgeno[ H+] se expresa como una potencia de 10 y el exponente es 1, entonces el valor del pH de una solucin es igual al exponente con signo positivo.Similarmente podemos definir el.El pOH es el logaritmo con signo negativo de la concentracin de hidroxilos.As mismo la concentracin de hidroxilos se puede calcular de la siguiente forma:En soluciones acuosas, esta constante se conoce como producto inico del agua. El valor de Kwa 250C es 1.0 x 10-14. En una solucin cida, la concentracin de H+es relativamente alta y la correspondiente concentracin de OH-es baja.En una solucin neutra a 250C,y el pH de esa solucin es 7.0.

La siguiente relacin es vlida: pH + pOH = 14 a 250C.Por ejemplo, calcular el pH de una solucin de NaOH 0,001 M,,Entonces pH = 14 - pOH = 14-3 = 11. La respuesta el pH 3.Otro ejemplo, s el pH de una solucin es 2,6, su pOH = 14- 2,6 = 11,4. Mientras ms pequeo sea el pOH, mayor ser la alcalinidad.La tabla que se muestra a continuacin resume las relaciones estudiadas.

En trminos de pH, el pH de la savia celular varia frecuentemente entre 1 y 7, siendo la de pH 1 un milln de veces ms cida que la de pH 7. Una variacin de una unidad de pH representa un aumento o una disminucin de la acidez de 10 veces. As tenemos que al aumentar el pH de 1 a 2 y de 6 a 7, en cada caso representa una reduccin de la acidez de un dcimo ( 0,1) del valor original. Una disminucin de una unidad de pH, representa un aumento de diez veces la acidez:Cuantas veces es una solucin de pH 3,2 ms cida que una solucin de pH 4,75?a) [ H+] = 10 - 3,2 = 0,0006309b) [ H+] = 10 - 4,75 = 0,0000177c) Se divide

En la siguiente tabla se muestran los valores de pH y acidez de algunos fluidos comunes:

Ir al principio

ACIDEZ TITULABLE Y SISTEMA TAMPN O BUFFERLa acidez actuales una medida de la concentracin de iones de hidrgeno y se determina con el pH; mientras que laacidez titulableo normalidad del cido se determina por titulacin o valoracin, mediante una base de normalidad conocida. En otras palabras la acidez titulable se puede determinar aadiendo suficiente lcali de normalidad conocida hasta neutralizar toda la acidez o llevar el pH al punto neutro. La acidez titulable no se puede predecir a partir de la concentracin actual de iones de hidrgeno que se determina con el pH.ACIDEZ TITULABLE (NORMALIDAD) Y pH DE ALGUNAS SAVIAS DE PLANTAS

rganoNormalidadpH

Fruto de limnPecolo de ruibarboUvas verdesHojas de OxalisManzana verdeHojas de Begonia rexHojas de Begonia tuberosaTomates madurosPecolos de apio Espaa o Celery.0,950,220,210,160,130,110,100,0630,0252,43,23,02,33,22,22,24,45,2

Los cidos dbiles no se encuentran totalmente disociados y tienen casi todos sus tomos de hidrgeno en la forma de iones de hidrgeno potenciales. Cuando un cido dbil se mezcla con su sal, mantiene un pH casi constante, aunque se le aada grandes cantidades de iones de hidrgeno o de hidroxilo. La mezcla de un cido dbil y su sal o de una base dbil y su sal, que evitan los cambios bruscos de pH, se denomina solucin buffer o tampn.Por ejemplo, cuando se aade 0,01 mol de HCl a un litro de agua pura, el pH cambia de su valor inicial que es 7 a 2, un cambio de 5 unidades de pH. El pH se hace 100.000 veces ms cido. Sin embargo, cuando se aade 0,01 mol de HCL a una solucin que contiene una mezcla de cido actico 0,1 M (CH3 COOH) y acetato de sodio (CH3COONa) 0,1M, el pH cambia de un valor inicial de 4,74 a 4,66, un cambio de solo 0,08 unidades de pH, lo que es aproximadamente 1,2 veces ms cida.El pH se puede determinar mediante un electrodo de vidrio, que es sensible a la concentracin de iones de hidrgeno. El electrodo de vidrio se calibra contra un buffer de pH conocido. Otra forma de medir el pH es utilizando indicadores, muchos de los cuales son cidos dbiles (designado HInd). La especie aceptora de protones del indicador (Ind-) tiene un espectro de absorcin diferente que la especie donadora de protones:

Los indicadores son colorantes que cambian color a un pH ms o menos especfico. Las flavonas cambian de incoloras a amarillas por encima de pH 8; las antocianinas son rosadas o rojas por debajo de pH 5 y azul o prpura por encima de ese pH.

Vamos a realizar algunos ejercicios para reforzar los conceptos estudiados:1. Calcular la concentracin de protones de un vino tinto cuyo pH es 3,7?[H+] = 10-pHpor lo tanto [H+] = 10-3,7o lo que es lo mismo que: 2,0 x 10-4M.2. El pH del agua de lluvia de un rea contaminada se determin que era 3,50. Cul es el valor de [H+] para esa agua de lluvia?[H+] = 10-pHpor lo que [H+] = 10-3,5o lo que es lo mismo que: 3,16 x 10-4M.3. Se encontr que el pOH del agua de una pecera era de 6,59. Cul es el valor de [OH-] para el agua? [OH-] = 10-pOHpor lo que [OH-] = 10-6,59o lo que es lo mismo que:2 x 10-7M.As mismo podemos calcular el pH usando la relacinpH + pOH =14, de donde elpH es 14-6,59 = 7,41.Ir al principio

ECUACIN DE HENDERSON - HASSELBALCHEsta ecuacin relaciona el pH de la disolucin y el pKade un cido dbil (AH).

Cuando la concentracin de la sal es igual a la concentracin del cido, el pH = pK; ya que el log de 1 es igual a cero. Las soluciones buffers tienen su mximo poder de amortiguacin cuando el pH es igual al pK.El protoplasma celular es amortiguado por sus protenas, las que son efectivas en un rango de pH de 4 a 10. Algunas savias celulares no tienen un buen poder de amortiguacin; ya que su pH puede variar por adicin de CO2. En las plantas con el metabolismo cido de crasulceas el pH puede estar cercano a 3. En muchas plantas el pH disminuye durante la noche y se hace ms bsico durante el da. En hojas deBryophyllumel pH durante el da puede ser 5,5; pero durante la noche puede caer a 3,8, en estas plantas el cambio de pH se debe a la acumulacin decidos orgnicosdurante la noche y su disminucin durante el da.Ir al principio

PROBLEMAS PROPUESTOS1. Calcular el pH de las soluciones que tienen las siguientes concentraciones de [H+] o de [OH-] :a. 3,5 x 10-4M [H+]b. 1 x 10-3 M [H+]c. 1 x 10-9 M [H+]d. 1 x 10-4M [H+]e. 7 x 10-6 M [H+]f. 5 x 10-8M [H+]g. 3 x 10-11M [H+]h. 1 x 10-3M [OH-]i. 7,8 x 10-4 M [OH-]2. Calcular la concentracin molar de [H+] de las soluciones cuyos pH se muestran a continuacin:a. 2,73 ; b. 5,29 ; c. 8,65; d. 11,123.Calcular cuantas veces es ms cida una solucin de pH 2 que una solucin de pH 5?4. Se titularon 25 ml de jugo de naranja con 5,2 ml de KOH 0,5 N. Calcular la normalidad del jugo?Ir al principio

PROBLEMAS RESUELTOS1. Se titularon 25 ml de jugo de pia con 5 ml de KOH 0,5 N. Calcular la normalidad del jugo de pia?Respuesta:Volumen conocido (V1) =5 ml x Normalidad conocida (N1) =0,5 N esproporcional al Volumen del desconocido (V2)= 25 ml x Normalidad del desconocido.La normalidad del jugo de pia es 0,1 normal.2.Calcular el pH de la solucin final cuando se aaden 100 ml de NaOH 0,1 M a 150 ml de CH3COOH 0,2 M (Ka = 1,8 x 10-5).Solucin: Sabemos que 150 ml de CH3COOH 0,2 M tienen 0,03 moles de CH3 COOH. As mismo 100 ml de NaOH 0,1 M contienen 0,01 moles de NaOH . Al mezclarse estos, 0,01 moles de NaOH neutralizan 0,01 moles de CH3COOH para formar 0,01 moles de acetato de sodio y permanecern libres 0,02 moles de CH3COOH. Ambos estn contenidos en un volumen de 250 ml.Aplicando la ecuacin de Henderson-Hasselbalch tenemos:Primero debemos calcular el pKa = - log 1,8 x 10-5= 4,74De tal forma que:

3. Determinar la relacin de las concentraciones depara preparar un buffer de pH 5,0. El pKa del cido actico es 4,66.

4. Determinar el pH de un buffer lactato, que tiene una concentracin de cido lctico de 0,050M, y la concentracin del in lactato es 0,32 M, sabiendo que la constante de disociacin aparente del cido lctico ( CH3- CHOH- COOH ) es 1,38 x 10-4.Se calcula primero el pKa que es igual a: pKa= - log 1,38 x 10-4= 3,86.

5. El pH del medio interno de una clula es 6,4. Calcular la relacin de las concentraciones de:si la segunda constante de disociacin para el cido fosfrico K es 6,31 x 10-8.CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS Y pH.El rango de pH para el crecimiento de las plantas est generalmente entre pH 6 - 7, sin embargo este varia con las diferentes especies de plantas, ya que hay especies que toleran muy bien la acidez y otras los suelos bsicos.CONCEPTO DE pH E IMPORTANCIA EN FERTIRRIGACINEnlace de inters: http://www.infoagro.com/abonos/pH_suelo.htmIr al principio

Bibliografas:http://web.ukonline.co.uk/fred.moor/soil/ph/p010601.htmhttp://web.ukonline.co.uk/fred.moor/soil/ph/p010602.htmhttp://web.ukonline.co.uk/fred.moor/soil/ph/p010604.htmhttp://web.ukonline.co.uk/fred.moor/soil/ph/p010603.htmhttp://web.ukonline.co.uk/fred.moor/soil/ph/p010605.htm

Ir al principio

Este es un Material didctico elaborado por:Rubn Hernndez Gil, PhD.Profesor de Fisiologa Vegetal, Departamento deBotnica, Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales.Universidad de Los Andes - Mrida - Venezuelae-mail:rubenhg@ula.veCopyright 2001 - Version 2.0 - Reservados todos los derechos.Revisado: 07 de abril de 2005 .Sitio construido por: