10.2: Los antecedentes

Algunos antecedentes químicos sobre las clasificaciones de sustancias en solución son necesarios antes de continuar.

En particular, las sustancias que afectan el equilibrio ácido-base en los fluidos corporales pueden clasificarse en 3 grupos en función de su grado de disociación. Esto permite ciertas generalizaciones y simplificaciones que son útiles para comprender soluciones complejas.

Los fluidos corporales pueden considerarse como soluciones acuosas que contienen:

• iones fuertes
• iones débiles
• no electrolitos

Los iones fuertes en solución siempre están completamente disociados

Solo existen en la forma cargada.

Por ejemplo: disolver cloruro de sodio en agua produce una solución que contiene Na ⁺ y Cl ^-. No hay NaCl presente por lo que es estrictamente incorrecto hablar de soluciones de cloruro de sodio ya que esta especie no existe en la solución! Una consecuencia práctica importante de esto al analizar soluciones es que la cantidad del ion fuerte presente no se ve afectada por la conversión de nuevo al compuesto parental (como ocurre con los iones débiles -ver más adelante) Y el equilibrio de disociación de esta reacción no necesita ser incluido en el análisis. La concentración de cualquier ion fuerte individual en la solución se fija a menos que sea transportado fuera de la solución (por ejemplo, por una bomba o transportador de membrana celular).

Los iones fuertes son en su mayoría inorgánicos (eg Na ⁺, Cl ^-, K ⁺) pero algunos son orgánicos (eg lactato). En general, cualquier sustancia que tenga una constante de disociación mayor a 10 ^-4 eq/L se considera como un electrolito fuerte.

Los iones débiles son aquellos iones producidos a partir de sustancias que solo se disocian parcialmente en solución

Los iones que se clasifican como 'iones débiles' se producen a partir de sustancias que solo se disocian parcialmente cuando se disuelven en agua. Para los fines del análisis ácido-base, los iones débiles en los fluidos corporales se clasifican en 2 grupos:

• Dióxido de carbono e iones asociados (volátiles)
• Ácidos débiles (no volátiles):\( HA \Leftrightarrow H^{+} + A^{-} \) HA <=> H ⁺ + A ^-

La disociación incompleta de los ácidos débiles significa que la solución contiene el ácido débil más los productos de su disociación. Se puede escribir una ecuación de equilibrio de disociación:

\[ [H^{+}] \times [A^{-}] = K_{A} \times [HA] \]

- donde K _A es la constante de disociación para el ácido débil.

Los no electrolitos son aquellas sustancias en solución que nunca se disocian en iones

Los no electrolitos no están cargados. Como consecuencia, los no electrolitos contribuyen a la osmolalidad de una solución pero no contribuyen al equilibrio de carga en la solución.

¿Qué tan claro es la distinción entre iones fuertes, iones débiles y no electrolitos?

La distinción no es completamente clara, por supuesto, PERO para fines prácticos es una aproximación suficientemente precisa y útil.

Stewart usa el valor de la constante de disociación (K _A) para proporcionar una distinción clara (pero aún un poco arbitraria) entre los tres grupos:

• No electrolítico:\( K_{A} < 10^{-12} \frac {Eq} {l} \)
• Electrolito débil: K _A entre 10 ^-4 y 10 ^-12 eq/L
• Electrolito fuerte:\(K_{A} > 10^{-4} \frac {Eq} {l} \)

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NOTAS

• Fuerte en esta sección significa fuertemente disociado y no significa una 'solución fuerte' (es decir, que significa una concentrada).
• Esos iones fuertes, por ejemplo, Ca ²⁺, que están parcialmente unidos a proteínas plasmáticas, no encajan del todo en el sistema, pero esto no es un problema importante en parte porque sus concentraciones son bajas.