Reporte 2 Bioquimica

Núm. de equipo:

1

Practica no. 2

Integrantes: Ramiro Abisay Medina Salguero

5 de marzo 2014

Joana López Arias

Practica no. 2 Determinación del pk del Ácido Fosfórico

Objetivo Determinación del pk1 pk2 y pk3 de un ácido poliprótico como el Ácido Fosfórico (H3PO4). Resultados Tabla de datos de los valores de pH de acuerdo al volumen de la solución titulante. V. de solución (mL) 0 4.9 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55.1 60 65 70 75

pH del H3PO4 2.32 2.51 2.63 2.85 3.47 6.16 6.68 7.05 7.56 10.33 10.88 11.12 11.23 11.37 11.4 11.47

Los ácidos sulfúrico (H2SO4), clorhídrico (HCl) y nítrico (HNO3), se denominan ácidos fuertes pues se ionizan completamente en soluciones acuosas diluidas. De

la misma forma los hidróxidos de sodio y de potasio se disocian completamente en estas condiciones por lo que se denominan bases fuertes. En los sistemas biológicos estas moléculas aunque importantes, son menos relevantes que los ácidos y bases débiles, que son aquellos que no se disocian completamente en soluciones acuosas diluidas. Estas moléculas representan papeles muy importantes en diversas partes del metabolismo. Para entender esa importancia, primero hay que conocer algunos términos. Al conjunto de un dador de protones (ácido) y su aceptor de protones (base), se le denomina par ácido-base conjugado: HA ↔ H+ + AEn donde la constante de equilibrio se calcula como:

A esta constante de equilibrio, también se le conoce como constante de disociación o Ka. Las constantes de disociación para algunos ácidos de importancia biológica se muestran en la siguiente figura:

Figura: Localización del pKa de algunos ácidos orgánicos. Los términos que incluyen prótico, se refieren al número de protones que los ácidos pueden disociar; al H2PO42- se le denomina fosfato dihidrogenado y al HPO43-monohidrogenado. Ka, es el logaritmo negativo de pKa, que es análogo al pH. Los ácidos más fuertes como el fosfórico y carbónico poseen constantes de disociación grandes, los ácidos más débiles poseen constantes de disociación pequeñas. La titulación es utilizada para determinar la cantidad de ácidos en una solución dada. Un volumen de concentración conocida del ácido, es titulado con una solución de concentración conocida de una base fuerte, usualmente hidróxido de sodio (NaOH). Esta última solución es agregada en pequeñas cantidades hasta que el ácido es neutralizado o consumido, esto último se verifica con un colorante o bien un potenciómetro (aparato que mide el cambio en el pH). La concentración del ácido en la solución original puede ser calculada a partir del volumen y la concentración de la solución de base agregada. El resultado de graficar el pH contra la cantidad de NaOH agregado es conocido como curva de titulación, esta curva revela el pKa de un ácido débil. Al titular una solución 0.1M de H3PO4 con una solución 0.1M de NaOH donde se muestran los siguientes equilibrios:

H2O ↔ H+ + OH⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗ Por lo que se utiliza de un gráfico de los miliequivalentes utilizados contra los datos de pH registrados. Miliequivalentes del H3PO4 0 0.49 1 1.5 2 2.5 3 3.5

pH del H3PO4 2.32 2.51 2.63 2.85 3.47 6.16 6.68 7.05

4

7.56 10.33 10.88 11.12 11.23 11.37 11.4 11.47

4.5 5 5.1 6 6.5 7 7.5

pH del H3PO4 14

12 11.2311.3711.411.47 10.8811.12 10.33

10

8 6.16

6

6.68

7.05

7.56 pH del H3PO4

4 3.47 2

2.32 2.51

2.63 2.85

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16

Al inicio de la titulación el NaOH está muy poco ionizado por lo que su constante de disociación pka se determina en los puntos medios. Al tener 3 protones por desprotonar se determinan 3 pka. El primero se encuentra entre 2.51 y 2.63 El segundo entre 6.68 y 7.05 El tercero entre 11.23 y 11.37 Por lo que se determinaron los siguientes:

ph1 = pk1= 2.63. Por lo que su ka1 = 2.34X10-03 ph2 = pk2 = 7.05. Por lo que su ka2= 8.91X10-08 ph3 = pk3 = 11.23. Por lo que su ka3= 5.88X10-12 Los valores de pka cambian con la temperatura porque resulta ser un reacción cualitativa en base al principio de Le Chatelier eso explica cuando una reacción es endotérmica, los valores de pka disminuye con el aumento de la temperatura lo contrario es para las reacciones exotérmicas. Así mismo los factores estructurales subyacentes que influyen en la magnitud de la constante de disociación acida incluyen las reglas de Pauling para las constantes de acidez, lo efectos inductivos, los efectos mesoméricos y el enlace por puentes de hidrogeno. Conclusiones Se pudo determinar los valores de pk del ácido poliprótico que en este caso fue el H3PO4 los valores son muy cercanos a los reportados en la literatura pero estos resultados variaron de acuerdo a la temperatura a la que estábamos trabajando así como posibles errores de calibración del potenciómetro, entre otros factores como los mesoméricos e inductivos que influyeron que nuestros datos variaran un poco con lo reportado.

Así mismo se observó que uno debe estar muy atento al potenciómetro ya que si se comete errores como en su calibración, en su limpieza cada vez que se usa podrían arrojar resultados erróneos, se debe reportar cualquier duda a la que se tenga tanto en el uso de este como en su comportamiento y llevar la información requerida previa antes de hacer la practica ya que uno debe de dominar bien el uso de estos aparatos ante situaciones como esta. La organización dentro de laboratorio es muy importante ya que se observó que al trabajar muchas personas al mismo tiempo producen muchos errores y el trabajo de equipo es indispensable ya que no se cuenta con el material suficiente para realizar al practica y saber administrar el tiempo ante situaciones como esta ya que se deben entregar resultados en tiempo y forma. Generalmente se logró cumplir con el objetivo de la práctica al aplicar los conocimientos que se debieron comprobar experimentalmente y se logró observar todos los fenómenos que se requerían estudiar. Cuestionario 1. Esquematice la disociación del H3PO4

2. Explique qué es el pK El pK es la constante de disociación de un ácido. Representa la fuerza que tiene una molécula de disociarse en agua, es decir, que tan fácil puede perder un protón dicha molécula. Es una medida logarítmica de K. A menor pK el compuesto es de carácter más acido (se desprotona más fácilmente). 3. Describa cuándo los valores del pH y del pK son iguales Los valores de pH y pK son iguales cuando, en una mezcla, el ácido y su base conjugada se encuentran en cantidades molares iguales, a esto se le llama punto de flexión. Que el pH y el pK sean iguales se puede demostrar con la ecuación de Henderson-Hasselbach:

4. Especifique qué es el punto isoeléctrico Es el pH en el cual el promedio de cargas del ácido poliprótico es cero (carga neutra), es decir, el pH en el cual todas las moléculas se encuentran en su forma de zwitterion o ion dipolar. 5. ¿Qué diferencia existe entre un ácido débil y un ácido fuerte? Escriba tres ejemplos de cada uno de ellos. Un ácido débil es aquel que, en presencia de agua, no se disocia completamente. Su Ka está definida. Un ácido fuerte es aquel que, en presencia de agua, se disocia completamente. Así mismo, su Ka no está definida. Ejercicios de integración 1. Escriba la ecuación química correspondiente a la ionización de cada uno de los siguientes ácidos: a) HBr ⃗⃗⃗ b) HI ⃗⃗⃗

c) HNO3 ⃗⃗⃗ d) HClO4 ⃗⃗⃗ e) C2Cl3O2H ⃗⃗⃗

2. El ácido fosfórico H3PO4 puede perder tres protones. Escriba las ecuaciones correspondientes a la pérdida de cada uno de ellos. 1.

⃗⃗⃗

2.

⃗⃗⃗

3.

⃗⃗⃗

3. El ácido cítrico es un ácido débil presente en los frutos críticos. Sabiendo que la ecuación para la ionización del ácido es: ⃗⃗⃗ Escriba la expresión de la constante de equilibrio para la ionización del ácido cítrico.

Bibliografía -

Bioquimica casos y textos”. Montgomery, Conway ,Spetor, Chapel. Editorial Harcourt Brace. Sexta Edición Fundamentos de la bioquímica la vida a nivel molecular/ Donald Voet, Judith G. Voet, Panamericana 2011 Bioquimica1, Murray Robert K. Granner Daryl, Pastrana R. Hara 2007 http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/constantes%20de%20disoci acion.html