Capitolo 10 - Soluzioni tampone
[CH3COO–] ≅ Cs
[CH3COOH] ≅ Ca
ottenendo un’equazione a una sola incognita:
[H3O+] ≅ Ka
Ca
Cs
che ci permette di calcolare il pH della soluzione, noti il valore della costante di
dissociazione acida e le concentrazioni del sale e dell’acido.
Passando alla forma logaritmica si ottiene:
–log [H3O+] = –log Ka –log
e quindi:
pH = pKa + log
Ca
Cs
Cs
Ca
Seppure evidente, è utile sottolineare il fatto che a ogni cambiamento del rapporto
Cs/Ca il pH della soluzione cambia.
Questa è l’equazione di Henderson-Hasselbach per una soluzione formata da
un acido debole (acido acetico) e un suo sale con una base forte (acetato di sodio).
Una situazione simile a questa si ha prendendo in considerazione una soluzione
di una base debole e di un suo sale con un acido forte, per esempio una soluzione
di ammoniaca (NH3) e di cloruro di ammonio (NH4Cl).
In acqua il cloruro di ammonio si dissocia completamente nei suoi ioni
costituenti:
H2O
NH4Cl
NH+4 + Cl–
La soluzione è quindi caratterizzata dalla presenza dei seguenti equilibri:
NH+4 + H2O
NH3 + H2O
2 H2O
Ki
Kb
Kw
NH3 + H3O+
NH+4 + OH–
H3O+ + OH–
In analogia con quanto visto per la soluzione contenente acido acetico e acetato
di sodio, anche in questo caso si può scegliere indifferentemente la costante di
idrolisi o la costante di dissociazione basica dell’ammoniaca per calcolare il valore
di pH della soluzione. Scegliendo quest’ultima si ha:
Kb =
[NH+4] . [OH–]
[NH3]
da cui, facendo approssimazioni analoghe a quelle fatte nel caso precedente, si
ricava:
[NH3]
Cb
≅
K
⋅
[OH–] = Kb ⋅
b
Cs
[NH+4]
153
Capitolo 18 - Stereoisomeria ottica
295
(continua)
O
O
O
N
HN
H
O
O
N
NH
H
O
O
(R)-Talidomide
(S)-Talidomide
O
O
O
N
HN
OH
O
Forma tautomera (achirale)
•
Il farmaco fu ritirato dal commercio nel 1961 in seguito alla scoperta della teratogenicità (teratogenesi = creazione di mostri) dell’enantiomero S: le donne trattate con talidomide partorivano
bambini con gravi alterazioni dello sviluppo degli arti (amelia e focomelia).
Adrenalina. L’adrenalina [(R)-4-(1-idrossi-2-metilammino)-etil)-benzene-1,2-diolo] è una catecolammina con funzioni di ormone e neurotrasmettitore.
Lo stereoisomero R (levogiro) ha un’affinità per i recettori adrenergici 100 volte maggiore del suo
enantiomero che non possiede quindi significativa attività biologica:
OH
HO
HN
HO
CH3
Adrenalina
La stereospecificità dei processi chimici che si producono nei sistemi biologici è ancora meglio
evidenziata dal fatto che la quasi totalità delle molecole chirali che si trovano in natura è presente in
una sola delle forme stereoisomere possibili (gli altri stereoisomeri sono noti perché sono sintetizzati
chimicamente in laboratorio).
Ci si può porre la domanda sul perché gli organismi viventi (animali e vegetali) siano in grado di
sintetizzare soltanto uno degli stereoisomeri di un composto. Perché, per esempio, nella riduzione
dell’acido piruvico ad acido lattico catalizzata dall’enzima lattico deidrogenasi si produce soltanto
acido L-(+)-lattico? La stessa domanda si può porre considerando la reazione inversa: perché
nell’ossidazione dell’acido lattico ad acido piruvico la lattico deidrogenasi accetta come substrato
soltanto acido L-(+)-lattico?
Adottando un criterio proposto già nel 1894 da Fischer, per rispondere a queste domande occorre conoscere la struttura del sito catalitico dell’enzima e la geometria del complesso attivato enzima-substrato (http://www.jbc.org/content/264/26/15338.full.pdf ). Nel modello di Fischer, spesso
(segue)
