Líquidos fisiológicos: clasificación ácido-base y prueba del limón con bicarbonato

Investigo los diversos tipos de líquidos fisiológicos que se encuentran en nuestro organismo. Clasifico en ácidos, básicos o neutros, y explico la importancia que tiene para la salud el cambio de las sustancias de carácter ácido y básico.

1. Los líquidos fisiológicos son los fluidos que el cuerpo produce y circula para cumplir funciones vitales; cada uno mantiene un rango de pH muy estrecho, definido por la escala ácido-base.
2. Se clasifican según su pH: por debajo de 6{,}5 son ácidos, entre 6{,}5 y 7{,}5 se consideran neutros o ligeramente básicos, y por encima de 7{,}5 son básicos (alcalinos).
3. Líquido ácido: jugo gástrico (pH 1{,}0 a 3{,}5), por su ácido clorhídrico (\mathrm{HCl}), indispensable para digerir proteínas y matar microorganismos.
4. Líquido ligeramente ácido o neutro: saliva (pH 6{,}2–7{,}6), orina (pH 4{,}5–8{,}0, normalmente 5{,}0–7{,}0) y sudor (pH 4{,}5–7{,}0).
5. Líquido ligeramente básico (neutro-fisiológico): sangre (pH 7{,}35–7{,}45), líquido cefalorraquídeo (pH 7{,}3) y jugo pancreático (pH 8{,}0–8{,}5), que neutraliza la acidez del quimo al entrar al intestino.
6. Líquido básico: bilis (pH 7{,}6–8{,}6), que emulsiona las grasas y facilita su digestión.
7. El organismo usa sistemas tampón, sobre todo el par \mathrm{H_2CO_3}/\mathrm{HCO_3^-}, para mantener la sangre dentro del rango 7{,}35–7{,}45; si el pH cae por debajo de 7{,}35 hay acidosis y si sube por encima de 7{,}45, alcalosis.
8. Importancia del cambio ácido-básico: el pH regula la actividad de las enzimas (cada enzima tiene un pH óptimo), la velocidad de las reacciones químicas del metabolismo, la coagulación sanguínea y el transporte de iones como el \mathrm{Ca^{2+}} y el \mathrm{Fe^{2+}}.
9. Un desplazamiento del pH sanguíneo, aunque sea pequeño, desnaturaliza proteínas y provoca alteraciones graves (confusión, arritmias, alteraciones respiratorias); por eso el cuerpo corrige el desvío mediante la respiración (elimina \mathrm{CO_2}) y los riñones (excreta \mathrm{H^+} y reabsorbe \mathrm{HCO_3^-}).
10. Mantener el equilibrio ácido-base es, en síntesis, lo que permite que todas las reacciones químicas de la vida ocurran en las condiciones adecuadas.

Realizo la siguiente actividad: agrego gotas de limón a una porción de bicarbonato de sodio, observo los cambios y determino ¿cuál es una sustancia ácida y cuál básica? ¿por qué?

1. Se observa un efervescencia: se generan burbujas de gas y la mezcla se calienta ligeramente.
2. El gas producido es dióxido de carbono, \mathrm{CO_2}, evidencia de una reacción ácido-base.
3. El jugo de limón contiene ácido cítrico, \mathrm{H_3C_6H_5O_7} (o \mathrm{C_6H_8O_7}), que actúa como ácido porque dona iones hidrógeno \mathrm{H^+} en solución.
4. El bicarbonato de sodio, \mathrm{NaHCO_3}, actúa como base porque acepta \mathrm{H^+} (y libera \mathrm{CO_3^{2-}}).
5. La reacción global, considerando el ácido cítrico, es:

3\,\mathrm{NaHCO_3} + \mathrm{H_3C_6H_5O_7} \rightarrow \mathrm{Na_3C_6H_5O_7} + 3\,\mathrm{H_2O} + 3\,\mathrm{CO_2}\uparrow

6. En términos iónicos, el hidrógeno del ácido reacciona con el bicarbonato:

\mathrm{H^+} + \mathrm{HCO_3^-} \rightarrow \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2}\uparrow

7. El producto es citrato de sodio, un sal, agua y dióxido de carbono: se ha producido una reacción de neutralización ácido-base.
8. Por eso, el limón es ácido y el bicarbonato es básico: el primero aporta \mathrm{H^+}, el segundo los consume; al juntarse se neutralizan y el exceso de gas escapa como efervescencia.