As disolucións tampón

Cando na aula comentas que a auga e as proteínas, na fisioloxía dos seres vivos, poden actuar como disolucións tampón; as risas graciosas e insinuantes do alumnado apuntan cara a un producto utilizado na hixiene intima das mulleres.

Pero ¿Que é unha disolución tampon?

A resposta tratré de plantexala  este artigo

Disoluciones tampón

Como sabemos toda disolución  se caracteriza por la presencia de iones  positivos e iones negativos, por disociación, procedentes del soluto y disolvente hasta alcanzar un equilibrio.

Esto nos da paso a los conceptos de acidez, basicidad y neutralidad.

También sabemos que estos conceptos se pueden valorar cuantitativamente mediante el pH.

Si tenemos una disolución neutra cuyo pH sea 7 y le añadimos una determinada cantidad de una sustancia ácida (rica en iones de hidrógeno)  esta disolución se volverá ácida y su pH descenderá hasta valores  de pH= 1 ó 2 (muy ácidos).

Si, por el contrario a esta primera disolución (neutra) le añadimos una determinada cantidad de sustancia alcalina (rica en iones OH) el pH de esta disolución ascenderá a valores como pH= 8 ó 9, por poner un ejemplo.

Este concepto es general para CASI todas las disoluciones. La excepción está precisamente en ese “casi”.

En el laboratorio para estudiar estos procesos se hacen unos experimentos que se denominan valoraciones volumétricas (volumetrías).

Para ello se procede de la siguiente manera:En un matráz llamado Erlenmeyer (que tiene forma troncocónica) se deposita una determinada disolución de concentración conocida (ácida, por ejemplo) y una sustancia indicadora, tornasol, por ejemplo. La disolución tomará un color rojo, con mayor o menor intensidad en función de la concentración de dicha disolución. En una bureta, especie de un embudo muy largo y estrecho, graduado y con un “grifo” en su parte inferior;  se deposita una sustancia básica de determinada concentración. Se procede a ir vaciando poco a poco la sustancia básica y el color rojo de la disolución va descendiendo haciéndose cada vez menos intenso (señal de la pérdida de acidez ) .  Se procede con mucho cuidado hasta que la disolución adopte tonalidad casi incolora. En ese momento se procede a echar gota a gota, incluso se hace con una pipeta, hasta que la disolución esté incolora; en ese momento es cuando el pH de la disolución es justamente pH= 7 si seguimos echando más cantidad de sustancia alcalina, el color de la disolución cambiará a azul pálido señal que la disolución se está “basificando” (aumentando la cantidad de iones OH) y si seguimos añadiendo mas base tomará color azul intenso . 

Este es un experimento sencillo que se hace en el laboratorio e incluso creo que forma parte de las prácticas de Química en 2º de BAC.

En la realidad en los laboratorios de investigación las valoraciones ácido-básicas no se hacen con métodos volumétricos sino con aparatos como los pHmetros que miden las variaciones del pH con muchísima precisión.

¿Para que explicar todo esto?

Esto que hemos demostrado en laboratorio no es ni más ni menos que una  expresión visual de una reacción ácido-base y el punto donde la disolución adopta tonalidad INCOLORA representa el equilibrio ácido-base y quiere decir que se encuentra la misma concentración de iones H que iones OH.

Toda reacción ácido-base tiene dos elementos  un ácido, dador de protones y una base, aceptor de protones  y al conjunto de estos dos elementos se les denomina par ácido-básico conjugado.

No todas las disoluciones tienen el mismo par ácido-básico conjugado y este es un factor que depende de la afinidad del ácido por querer “dar protones o no darlos” vamos, tacañería para ceder protones.

Los más “tacaños” son los ácidos débiles y los más “generosos” son los ácidos fuertes.

Una gran parte de las disoluciones tienen un par ácido-básico “generoso” ya que al añadirle sustancias básicas ceden fácilmente sus protones y permitirían que las disoluciones pasen a básicas rápidamente.

Existe otro tipo de disoluciones que tienen un par ácido-básico “tacaño” y se resisten a ceder protones ante la presencia de aniones. Estas disoluciones se denominan DISOLUCIONES TAMPÓN , pues se resisten ante un aumento de iones OH a ceder iones H (el “Tampax” impide la salida al exterior del fluido menstrual en las mujeres y el sello tampón impide que se borre la escritura) .

Lógicamente esto tiene lugar según unos márgenes o franjas más o menos amplios y a esta zona se denomina TAMPÓN es decir, un sistema que tiende a impedir  el cambio de pH cuando se añaden iones H u OH.

¿Quedó claro?

¿Por qué tienen importancia las disoluciones tampón en los seres vivos?

Los fluidos intracelulares y extracelulares de los organismos vivos  contienen  pares ácidos-básicos conjugados “tacaños” los cuales actúan como tampones  al pH normal de dichos fluidos. El ATP, la glucosa-6P contribuyen a la capacidad de tamponamiento de la célula.

El principal tampón extracelular en la sangre y en los fluidos intersticiales de los vertebrados es el sistema de tampón del bicarbonato.

El plasma sanguíneo tiene una extraordinaria capacidad de tamponamiento. El pH del plasma sanguíneo en el hombre suele ser 7,4 . Si fallasen los mecanismos reguladores del pH , como puede ocurrir en algunas enfermedades, el pH de la sangre descendería por debajo  del pH 7 o se elevaría a pH 7,8 y se producirían daños irreparables.

Muchas moléculas biológicas como las proteínas , ácidos nucleicos, lípidos , así como moléculas orgánicas pequeñas portan muchos grupos ácidos-base que son unos eficaces componentes de tampones fisiológicos.