Concetti Chiave
- L'acido fosforico è un acido triprotico che presenta tre equilibri di dissociazione, fondamentali per il controllo del pH in sistemi biologici.
- Il secondo equilibrio di dissociazione dell'acido fosforico, con un pKa di circa 7, è cruciale per mantenere il pH fisiologico di 7,4 nei fluidi corporei.
- Il calcolo del pH in una soluzione tampone può essere effettuato usando la formula pH = pKa + log([A-]/[HA]), trascurando la dissociazione dell'acido debole.
- Quando l'acido e la base hanno concentrazioni simili, il pH della soluzione tampone tende a coincidere con il pKa dell'acido debole.
- L'acido carbonico ha un pKa di 6.4, riducendo la sua efficacia come tampone a pH fisiologico a causa della predominanza di bicarbonato.
Quali sono gli equilibri di dissociazione dell'acido fosforico?
Deriva dall'acido fosforico, acido triprotico, H3SO4 e presenta tre equilibri di dissociazione :
H3PO4 + H2O—> H2PO4- + H3O+ (pKa piccola) H2PO4- + H2O-> HPO42- + H3O+
HPO42-+ H2O---> PO43- + H3O+ (pKa più grande)
Mi interesso al secondo equilibrio, quello che regola il pH differente tra sangue e liquido intracellulare; è governato da un pKa di circa 7, molto vicino al pH fisiologico di 7,4, è dunque un tampone efficace (un tampone è efficace se il suo pKa dell'acido debole è vicino al pH da mantenere costante).
pKa è il valore di pH per cui [HA]=[A-]: il tampone ha la sua massima efficacia quando entrambi i comportamenti hanno la stessa concentrazione dei due componenti perchè agisce sia che aggiunga acido15.
Calcolo del pH e concentrazione
Si suppone che x sia piccolissima rispetto a 0.02 e 0.1 perciò: pH=pKa+log([CH3OO-]][CH3OOH] = 4.75+log(0.1/0.02)=5.45. In sostanza vista la scarsissima dissociazione dell’acido debole si ignora la concentrazione di A- dovuta alla sua dissociazione e si conta solo la presenza di A- dovuta all’aggiunta di base forte
Quando l’acido e la base hanno circa la stessa concentrazione il pH della soluzione tampone è prossimo al pKa del componente acido debole.
• H2CO3/HCO3- —> il pKa dell’acido è 6.4, sembrerebbe un cattivo tampone visto che il pH da mantenere è ai limiti del suo campo d’azione: a pH fisiologico c’è quindi molto più bicarbonato che acido carbonico, bisogna tenere conto di altre due reazioni.
Domande da interrogazione
- Qual è l'importanza del secondo equilibrio di dissociazione dell'acido fosforico nel mantenimento del pH fisiologico?
- Come si calcola il pH di una soluzione tampone a partire dalle concentrazioni degli acidi e delle basi?
- Perché l'acido carbonico (H2CO3) è considerato un cattivo tampone nonostante il suo pKa?
Il secondo equilibrio di dissociazione dell'acido fosforico, con un pKa di circa 7, è cruciale per regolare il pH tra sangue e liquido intracellulare, poiché è molto vicino al pH fisiologico di 7,4, rendendolo un tampone efficace.
Il pH di una soluzione tampone può essere calcolato utilizzando l'equazione pH = pKa + log([A-]/[HA]), dove si considera che la concentrazione di A- dovuta alla dissociazione dell'acido debole è trascurabile rispetto all'aggiunta di base forte.
L'acido carbonico ha un pKa di 6.4, che è al limite del suo campo d'azione rispetto al pH fisiologico; pertanto, a pH fisiologico, c'è una predominanza di bicarbonato rispetto all'acido carbonico, rendendolo meno efficace come tampone.
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