ECHILIBRE ACIDO-BAZICE 1
DISOCIEREA APEI 2 H 2 O H 3 O + + OH - H 3 O + H + PRODUS IONIC AL APEI: + c P H K = [ H ] [ OH ] = 2 O P H O = 2 = 10 14 M 2 (25 o C ) ÎN APA PURĂ + [ H ] = [ OH ] = PH 2 O = 10 7 M ÎNTR-O SOLUŢIE ACIDĂ [ H + ] > 10 7 M ÎNTR-O SOLUŢIE BAZICĂ [ H + ] < 10 7 M 2
NOŢIUNEA DE ph PENTRU ORICE SOLUŢIE APOASĂ: + ph = lg[ H ] poh = lg[ OH ] RELAŢIA DINTRE ph ŞI poh: ph + poh =14 4
LOGARITMUL b log b x = x b baza (b > 0, b 1) x argumentul x > 0 logb x = y b = y x LOGARITMI UZUALI log x = lg x logaritm zecimal 10 log = ln x logaritm natural e x 5
PROPRIETĂŢI: 1) log b = b 1 p 2) log x = p log x b 3) log ( x y ) = log x + log y b b b b x 4) log = log x log y b b b y 6
SCARA ph (Sörensen) [ H + ] 10 0.... 10-7.... 10-14 ph 0.... 7.... 14 poh 14.... 7.... 0 NEUTRU ACID BAZIC 7
[ H + ] [ OH ] = 10 14 lg lg [ H + ] lg [ OH ] = lg 10 14 ph + poh = 14 Exprimarea [H+] într-o soluţie cu ph cunoscut ph = lg[ H + ] lg[ H + ] = ph [ H + =10 ] ph 8
H 2 SO 4, HNO 3 (1300) acidus = acru (latină) TEORIA ARRHENIUS (1890) Acidul este o substanţă care produce ioni de hidrogen când este dizolvată în apă Baza este o substanţă ţ care produce ioni hidroxil când este dizolvată în apă TEORIA BRØNSTED LOWRY (1923) Acid = substanţă capabilă să cedeze protoni (HCl) Bază = substanţă capabilă să accepte protoni (NH9 3 )
ACIZI SLABI + A + 3 HA + H 2 O + H O P D Aid Acid Bază ă conjugată H 2 O H 2 CO 3 NH + 4 CH COOH 3 OH HCO 3 NH 3 CH 3 COO P FORMĂ PROTONATĂ D FORMĂ DEPROTONATĂ 10
ph UL SOLUŢIILOR DE ACIZI TARI AH A + H + Iniţial: c 0 0 Final: 0 c c ph = lg[ H + ] = lg c EXEMPLE: HClO 4, H 2 SO 4, HI, HBr, HCl, HNO 3 11
12
EXEMPLU ph =? 3 [ HCl] = 10 M 3 ph = lg c = lg10 = 3 TEMĂ * 7 ph =? [ HCl ] = 10 M 13
ph UL SOLUŢIILOR DE BAZE TARI BOH B + + OH Iniţial: c 0 0 Final: 0 c c poh = lg[ OH ] = lg c ph =14 poh EXEMPLE: NaOH, KOH, Ca(OH) 2, Ba(OH) 2 14
15
PROBLEMĂ V = 100 ml ph =? m = 40 mg NaOH ( M = 40) 1 1 c m = 58,5mgNaCl 5 ( M = 58,5) 5) 2 2 3 m 1 40 10 2 1 = = = 10 M 3 M1 V 40 100 10 3 m2 58,55 10 2 c2 = = = 3 M2 V 58,5 100 10 2 poh = lg c1 = lg10 = 2 10 M ph = 14 2= 12 16
SOLUŢII DE ACIZI SLABI HA A - + H + Iniţial: c 0 0 Final: c x x x LEGEA ACŢIUNII MASELOR K HA = + 2 [ H ] [ A [ HA] ] = x c x x c c x c 17
18
Substanţa Formula K a pk a Acid acetic CH 17-5 3 COOH 1,7 10 48 4,8 Acid carbonic Acid fosforic H CO 2 3 4,3 10-7 6,1 4,8 10-11 10,2 H PO 3 4 6,9 10-3 2,1 6,2 10-8 7,2 48 4,8 10-13 12,3 pk = lg K ACIZI POLIBAZICI TREAPTA I H + 2CO 3 HCO 3 + H pk 1 = 6,1 TREAPTA II HCO 2 + 3 CO3 + H pk2 = 10,2 19
ph UL SOLUŢIILOR DE ACIZI SLABI A. Se cunosc [HA] şi pk K + 2 [H ] pk lg[ha] = ph = [HA] 2 B. Se cunosc [HA], [A ] şi pk K + - [H ] [A ] [ D] = ph = pk + lg [HA] [ P ] FORMULA HENDERSON - HASSELBALCH 20
SISTEME TAMPON DEFINIŢIEIE AMESTECURI DE SUBSTANŢE CARE MENŢIN CONSTANT ph UL SOLUŢIEI COMPOZIŢIE: IE: ELIBEREAZĂ BAZA CONJUGATĂ A ACIDULUI ACID SLAB (A) + SAREA SA (S) DISOCIERE: A PARŢIAL, S TOTAL 22
CALCULUL ph ULUI: ph = pk + [ D] lg [ P ] FORMULA HENDERSON [P HASSELBALCH CAPACITATE DE TAMPONARE: i = ΔV ΔpH SISTEME TAMPON ALE SÂNGELUI: H +HCO 2 CO 3 3 H 2 PO 4 + HPO + HPO 4 2 Hb acidă + hemoglobinat de K 23
pk 3 =12,3 pk 1 = 2,1 pk 2 = 7,2 24
FORMA IONICĂ PREDOMINANTĂ ACID SLAB ÎNTR-O SOLUŢIE CU ph DAT: CE FORMĂ IONICĂ ARE CONCENTRAŢIE MAXIMĂ? DACĂ ph = pk + [ ] lg D [ P ] ph < pk [ D ] < [ P ] ph = pk [ D] = [ P] ph > pk [ D] > P [ ] 27
EXEMPLU CH 3 COOH H + + CH 3 COO CH 3 COOH pk a CH 3 COO (forma protonată) (forma deprotonată) ph Pentru ph < pk a predomină CH 3 COOH Pentru ph > pk a predomină CH 3 COO 28
pk 1 = 2,1 pk 2 = 7, 2 pk 3 =12, 3 29
ph-ul IZOELECTRIC AL PROTEINELOR CARACTER AMFOTER: GRUPĂRI CARBOXIL COOH (- COOH) COO + H GRUPĂRI AMINO (- NH NH + 2 ) H NH DEFINIŢIE Ţ (pi SAU ph i ): SEMNUL SARCINII ELECTRICE Z: ph < pi Z > 0 + + + 2 3 ph = pi Z =0 ph > pi Z < 0 31
Z > 0 Z = 0 Z < 0 ph pi R (NH 3+ ) a R (NH 2 ) a (COOH) b (COO ) b DETERMINARE PRIN ELECTROFOREZĂ 32
ph - UL UNOR MEDII BIOLOGICE SÂNGE: 7,38 7,43 MEDIU INTRACELULAR: 6,9 7,0 SECRETII: SUC GASTRIC: 1 2 SALIVĂ: Ă 7,1 7,4 SUC PANCREATIC: 8 9 URINĂ: 5,8 6,2 UMOARE APOASĂ, LIMFĂ: 7,9 ACIZI BILIARI: 3,8 4,3 33
34
CAPACITATEA DE TAMPONARE A SALIVEI SISTEME TAMPON SALIVARE H 2 CO 3 + HCO 3 H 2 PO 4 + HPO + HPO 4 DETERMINAREA CAPACITĂŢII DE TAMPONARE: TESTUL ERICSSON: 1 ml salivă + 3 ml soluţie HCl 5 mm, barbotat cu N 2 timp de 20 min. pt. eliminarea CO 2. ph FINAL ph > 5.5 CAPACITATE DE TAMPONARE RIDICATĂ 45<pH<55 4.5 < 5.5 MEDIE ph < 4.5 REDUSĂ TESTE CANTITATIVE (ph metrie electronică) TESTE CALITATIVE (colorimetrie) 2 35
PELICULA SALIVARĂ ÎN MEDIU ACID Pelicula 1 min. în ph 2.36 formată (acid citric 1%) în 24 h 12 h 6h 2 h 36 Hannig et al. (2003) Clin. Oral Invest. 7:158-161.
DEMINERALIZAREA SMALŢULUI ŞI CARIILE DENTARE REACŢIA Ţ DE DEMINERALIZARE Ca (PO ) (OH) (s)+8h (aq) 10Ca (aq)+6hpo (aq)+2h O(l) + 2+ 2-10 4 6 2 4 2 Hidroxiapatita 37
Smalţ dinte DEMINERALIZAREA SMALŢULUI < 5 zile în ph 4.5 primar permanent 38 Wang et al. (2006) J Dent Res 85:359-363.
DEMINERALIZAREA SMALŢULUI Smalţ după 3 zile sub biofilm S. mutans Biofilm S. mutans Profilometrie optică Microscopie de fortă atomică (AFM) 39 Cross et al. (2009) Dental Materials 25:1517-1526.
FORMAREA CARIILOR DENTARE Streptococcus Mutans Kidd EAM, Joyston-Bechal S. Essentials of dental caries: The disease and its management. 2nd ed. New York: Oxford University Press, 1997. 40
THE END 41