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Agua y equibrios ácido-base ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Funciones del agua ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
La molécula de Agua ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],suma vectorial de dipolos de enlace
Momento dipolar y constante dieléctrica apantallamiento  de int. electrostáticas momento dipolar = elevada constante dieléctrica
El agua es un líquido muy asociado Agua Hielo nº pdh/molécula 2,3-3,4 4 tiempo de vida ~ 10  μs ~10ps  (a 25ºC) ,[object Object],[object Object],[object Object],cohesión intermolecular 21 kJ/mol ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Datos fisicoquímicos del agua Comparación con otros compuestos de bajo Mr Comparación con n-pentano (no polar, sin pdh) Mathews & VanHolde, Tab. 2-4 y 2-5
Propiedades del agua ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Agua como solvente ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Agua como solvente: hidrofilia ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],ión Na +   hidratado ión Cl -   hidratado idealizado, no a escala a escala disuelve sólidos iónicos disuelve sólidos moleculares reemplaza pdh inter-/intra-moleculares por pdh con solvente alcoholes (etanol, azúcares) aminas aldehídos y cetonas Á. carboxílicos ΔG = ΔH - T· ΔS  Rotura E. iónicos  ΔH >0  Solvatación ΔH <0  Movilidad iónica ΔS >0  Mg 2+
Solubilidad de gases apolares
Interferencia apolar ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object], ΔH ,   ΔS ΔG = ΔH – T·ΔS  
Efecto hidrofóbico ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Δ G =  Δ H - T· Δ S  Δ S  ->    Δ G   3-40 kJ/mol ≈ 12 kJ/mol depende de superficie reducción de superficie expuesta al solvente apolares dispersos gran superficie expuesta apolares agrupados poca superficie expuesta
Efecto hidrofóbico (2) interacción “a larga distancia” permite acercamiento de superficies  complementarias  e interacciones  de van del Waals superficiales  extendidas Dos componentes en  Δ G: por   ΔS  (agua)   por   ΔH  (van der Waals)
Polaridad de biomoléculas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],(=lipófobo) (=lipófilo)
Moléculas anfipáticas: micelas  forma cónica: micelas forma cilíndrica:  micelas y vesículas Anfipático =   parte polar + parte no polar ,[object Object],[object Object],[object Object],micela bicapa liposoma int. de van der Waals entre  hidrofóbicos agrupados
Propiedades coligativas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Propiedades coligativas de disoluciones ,[object Object],[object Object], presión de vapor  punto de ebullición  punto de fusión presión osmótica Lehninger, Fig. 4-9 Disociación:  Lo importante es el nº de partículas independientes Factor de van't Hoff  (depende de estequiometría) α: grado de disociación NaCl  Na +   +  Cl -   SO 4 (NH 4 ) 2   SO 4 2-  + 2 NH 4 +   (1- α)  α  α  (1-α)  α  2α α   catión  2α   α   anión  α (1-α)   pares iónicos  (1-α) concentración 1+α  efectiva   1+2α + +
Presión osmótica Lehninger, Fig. 4-10 Lehninger, Fig. 4-11 crenación hipertónica lisis osmótica (hemólisis) Hipotónica ,[object Object],[object Object],[object Object],agua se mueve  hacia la concentrada osmolaridad
Atmosfera iónica: Debye-Hückel alta fuerza iónica, I interacción débil baja fuerza iónica, I interacción fuerte apantallamiento a largas distancias La fuerza iónica  I  determina el alcance de las interacciones electrostáticas Ión cargado negativanente Atmósfera con un exceso de contraiones positivos Radio efectivo de la atmósfera contraiónica Lejos del ión el promedio de aniones y cationes es el mismo, y la carga media es nula anión catión
Concentración de disoluciones
Propiedades ácido-base ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Producto iónico del agua ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],2 H 2 O     H 3 O +  + HO - H ―O   ‐‐‐‐‐   H ―O   H―O― H   +  HO -     | + H   H   H (a 25 ºC) Producto [H 3 O + ][HO - ] = K W  (constante) (a cualquier T) En agua pura : H 3 O + : ácido más fuerte HO - : base más fuerte (a 25 ºC) (a 25 ºC) Proton hoping
Escala de pH Variaciones de [H 3 O + ]  son muy grandes: de 1 M a 1·10 -14  M Escala logarítmica Agua pura,  Básico, Alcalino Ácido ΔpH=1     Δ[H + ] x10 ΔpH=0,3   Δ[H + ] x2 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ácidos y Bases ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ácidos y Bases ,[object Object],[object Object],[object Object],HA  +  H 2 O  H 3 O +   +  A - dador H +   aceptor H +   ácido   base conjugada
Fuerza de un ácido: pKa ,[object Object],[object Object],[object Object],HA  +  H 2 O  H 3 O +   +  A - pKa << 7 ácidos más fuertes base conjugada débil pKa >> 7 ácidos más débiles base conjugada fuerte ,[object Object],[object Object],ácido fuerte: 100% disociado ácido débil: disociación parcial (1-10%) Constante de disociación (C. ionización) 7,0
pKa de ácidos débiles
Grupos ionizables en proteínas Forma ácida Forma básica + – + – – D  pK a =3.9 E  pK a =4.2 H  pK a =6.0 K  pK a =10.0 Y  pK a =10.1 C  pK a =8.3 R  pK a =12.5
Grupos ionizables en Á. nucleicos Las bases tienen grupos ionizables Adenina adenina guanina guanina citosina citosina timina timina pK a =3.8 pK a =2.4 pK a =9.4 pK a =9.5 pK a =4.5 N1 N7 N3 N3 Formas tautómeras El grupo fosfato es fuertemente ácido pKa≈1.0 ,[object Object],[object Object],[object Object],Ionización afecta a la estabilidad de la doble  hélice N3
Valoración de ácidos y bases “ sólo ácido”  [H 3 O + ]   “ sólo base”  [H 3 O + ]   HA + H 2 O  H 3 O +  + A - H 3 O +  + HO -   2 H 2 O  punto final, indicador
Titulación de ácidos polipróticos
Titulación
Tampones ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ecuación de Henderson-Hasselbalch pH = pK a   ± 1 pH = pK a   ± 1  90% / 10%  pH = pK a  ± 2  >99% / <1%
Tampones = amortiguadores de pH ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Amortiguamiento: interconversión  AH ― A - ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Adición de base : HA    A - HO -     H 2 O Adición de ácido: A -  + H +   HA  pH = pK a   ± 1
Tampones fisiológicos ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],intervalo: 5,9-7,9 pK ap   ≈ 6,1 H 2 PO 4 -   HPO 4 2-   +  H + HCO 3 - HCO 3 -   +  H + HO -   H 2 O  CO 2 (aq) CO 2 (g) excretado en orina excretado en respiración sangre CO 2  + H 2 O  HCO 3 -   +  H +
Actividad enzimática y pH
Agua y equibrios ácido-base ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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