Ejercicio resuelto de Agua · Biología · La Rioja · 2023

Algunas de las propiedades de las disoluciones verdaderas tienen un gran interés biológico; en este contexto, explique los conceptos de ósmosis y pH. [0,5 puntos cada uno]

$\mathbf{\text{Algunas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{propiedades}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{disoluciones}}\mathbf{\text{verdaderas}}\mathbf{\text{tienen}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{gran}}\mathbf{\text{inter}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{biol}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{gico;}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{contexto,}}\mathbf{\text{explique}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{conceptos}}\mathbf{\text{de}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{smosis}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{pH.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{uno]}}$

La ósmosis es el paso de disolvente —en los seres vivos, agua— a través de una membrana semipermeable desde la disolución más diluida hacia la más concentrada en solutos, hasta que ambas igualan su concentración. La membrana deja pasar el agua pero no los solutos, de modo que solo puede equilibrarse moviendo el disolvente. La presión que habría que ejercer sobre la disolución concentrada para impedir ese paso se llama presión osmótica, y es tanto mayor cuantas más partículas de soluto haya disueltas.

Su interés biológico es enorme, porque la membrana plasmática se comporta precisamente como una membrana semipermeable. Según cómo sea el medio respecto al interior celular se distinguen tres situaciones: en un medio isotónico no hay flujo neto de agua; en un medio hipotónico el agua entra en la célula, que se hincha y, si es animal, puede estallar por lisis osmótica, mientras que si es vegetal se vuelve turgente porque la pared se lo impide; y en un medio hipertónico el agua sale, la célula animal se retrae —crenación— y en la vegetal el protoplasto se separa de la pared —plasmólisis. De la ósmosis dependen la turgencia de las plantas, el ascenso de la savia, la reabsorción de agua en el riñón y la conservación de alimentos en salazón o en almíbar.

El pH es una medida de la acidez de una disolución, definida como el logaritmo decimal cambiado de signo de la concentración de iones hidrógeno:

$pH=-\log [H^{+}]$

La escala va de 0 a 14: $pH=7$ es neutro, por debajo ácido y por encima básico. Al ser logarítmica, una unidad equivale a multiplicar o dividir por diez la concentración de protones.

Su interés biológico está en que las enzimas tienen un pH óptimo estrecho y se desnaturalizan fuera de él, porque el pH determina el estado de ionización de los grupos ácidos y básicos de sus aminoácidos y, con él, la forma del centro activo. Por eso los seres vivos mantienen su pH interno prácticamente constante mediante disoluciones amortiguadoras o tampón —el sistema bicarbonato en el medio extracelular y el fosfato en el intracelular—, además de las propias proteínas y, a escala de organismo, la regulación respiratoria y renal.