Lez. n. 3: Soluzioni - pH e Sistemi tampone
Soluzioni
Le sostanze che si sciolgono nei liquidi sono dette soluti, i liquidi in cui si sciolgono sono detti solventi; i soluti
disciolti nel solvente formano una soluzione.
L’acqua è il solvente universale nelle soluzioni biologiche.
La facilità con cui una molecola si dissolve in un solvente corrisponde alla sua solubilità.
Le molecole che si sciolgono rapidamente in acqua sono idrofile (hydro = acqua e philos = amico), per lo più sono
molecole polari o ioniche, che possono formare legami idrogeno con l’acqua.
Le molecole che non si sciolgono rapidamente in acqua sono dette idrofobiche (phobos = paura), sono molecole non polari
che non riescono a formare legami idrogeno con l’acqua.
I lipidi sono le molecole idrofobiche più importanti in biologia.
pH
Le soluzioni possono essere acide o basiche in relazione alla loro concentrazione di ioni idrogeno H+ e ossidrile
OH-. Uno ione o un composto si comportano da acidi quando cedono ioni H+ ad una soluzione e da basi
quando accettano tali ioni; più acida è una soluzione più basso è il suo pH.
Il valore del pH (potenziale dell’idrogeno) di una soluzione indica perciò il grado di acidità o basicità della soluzione;
il valore del pH è definito come il logaritmo negativo in base dieci della concentrazione degli ioni idrogeno espressa in
mol/L.
pH = - log10 [H+]
(Una mole di una sostanza è un numero di grammi della sostanza pari al peso molecolare della stessa.
Il peso molecolare di una molecola si ottiene sommando i pesi atomici dei suoi atomi).
Le soluzioni acide hanno un pH inferiore a 7, una concentrazione di ioni H+ maggiore, quelle basiche o alcaline un pH superiore a 7, una concentrazione di ioni H+ minore; ad esempio:
il succo di limone ha un pH = 2
l’aceto pH = 3
i pomodori e l’uva pH = 4
il caffè pH = 5
il bicarbonato di sodio pH = 8,5
l’ammoniaca pH = 11
un depilatore chimico pH = 12,5
il detergente per forni pH = 13
La scala del pH è logaritmica quindi il cambiamento di una unità del valore del pH comporta un aumento o una diminuzione di dieci volte la concentrazione di ioni H+.
Sistemi tampone
I sistemi tampone svolgono un ruolo molto importante nel mantenimento dell’equilibrio acido – base.
Il sistema tampone è un sistema di molecole che previene forti cambiamenti del pH.
Il sangue ha un pH = 7,2 – 7,4 valori superiori o inferiori sono incompatibili con la vita.
Lo ione bicarbonato HCO3- è un importante sistema tampone del corpo umano; lo ione HCO3- si lega, infatti, agli ioni H+ (liberati da un acido, ad esempio HCl che si dissocia in H+ e Cl-) formando acido carbonico H2CO3 mantenendo invariato il pH, che in assenza di ione HCO3- invece diminuirebbe:
H+ + Cl- + HCO3- <---> H2CO3 + Cl- + Na+
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