Las disoluciones tampón

En química, se llama “disoluciones tampón” o amortiguadoras a aquellas disoluciones que mantienen un pH casi constante aun cuando se le añadan pequeñas cantidades de ácido o de base. El pH o “poder de hidrógeno” es una medida de la acidez o alcalinidad de una disolución acuosa e indica la concentración de iones de hidrógeno que hay en ella. La escala que refleja el pH de los distintos líquidos acuosos usados en la vida cotidiana, va desde el 0 al 15. Se consideran ácidas sustancias como el ácido clorhídrico (pH entre -1 y 0); los jugos gástricos (pH = 2); el vinagre (pH entre 2.5 y 2.9); el café (pH = 5) y la leche (pH = 6.5). El agua tiene un pH neutro que es igual a 7 y a partir de aquí ya se consideran soluciones básicas o alcalinas. A este grupo pertenecen la sangre (pH entre 7.3 y 7.4); el agua de mar (pH = 8.2); el jabón (pH entre 9 y 10); la lejía (pH = 11.5) y el hidróxido de sodio que puede alcanzar un pH de 15.

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Sorprendentemente, en los seres vivos que respiran aire como nosotros hay también disoluciones tampón que amortiguan de manera eficaz las peligrosas variaciones de la acidez o basicidad que pudiera sufrir la sangre. El bicarbonato que se produce cuando el agua reacciona con el CO₂ constituye un amortiguador ideal que mantiene el equilibrio ácido-base de la sangre. Cada vez que aumenta la concentración de iones de hidrógeno en ésta y se eleva su acidez -algo que suele ocurrir cada vez que hacemos ejercicio físico ya que el ácido láctico generado se acumula en los tejidos- el bicarbonato reacciona con dichos iones de hidrógeno, generando ácido carbónico que finalmente se disociará de nuevo en CO₂ y agua. De manera que el tampón bicarbonato es un excelente amortiguador de los cambios del pH porque, a diferencias de los demás tampones conocidos en sistemas cerrados, el CO₂ que se genera puede eliminarse fácilmente del cuerpo a través de los pulmones y esto lo hace mucho más eficaz.

[photo_footer] Escala del pH con ejemplos de diferentes sustancias de uso doméstico. / Modificado de Ilerna.[/photo_footer] 

Si se recapitula todo el proceso de la oxidación que se produce en los seres vivos, sobre todo en los que respiramos directamente aire, se descubre la gran idoneidad inherente al mismo para nuestra propia existencia en este planeta. Esta idoneidad para la vida viene determinada por al menos siete coincidencias fundamentales, que el Dr. Michael Denton resalta en su libro The Miracle of Man: ^[1]

1. Tanto el oxígeno como el dióxido de carbono son gases a temperatura ambiente y esto hace posible que la absorción del O₂ y la excreción del CO₂ tenga lugar en el mismo órgano respiratorio, los pulmones.

2. Como el O₂ y el CO₂ son solubles en agua pueden ser transportados a todas las células de cuerpo mediante la sangre.

3. Los dos productos finales del metabolismo oxidativo que tiene lugar en las células, el agua y el CO₂, reaccionan químicamente entre sí y generan bicarbonato (HCO₃^-), que por su parte posee las características ideales para amortiguar el pH de los fluidos corporales de los organismos de respiración aérea.

4. Al mismo tiempo, el radical bicarbonato (HCO₃^-) sirve también para transportar CO₂ a los pulmones y expulsarlo al exterior.

5. El agua líquida no solo reacciona con el CO₂ para formar bicarbonato, sino que como medio ideal de circulación transporta físicamente dicho bicarbonato y el CO₂ disuelto a los pulmones.

6. Gracias a la alta capacidad calorífica del agua, el exceso de calor producido en el metabolismo celular es absorbido y transferido a la periferia.

7. Y, finalmente, el elevado calor de vaporización del agua contribuye a la eliminación del calor.

Todos estos procesos químicos y físicos, que permiten la respiración de los organismos superiores, evidencian una sinergia tan elegante, precisa, inteligente y hermosa que difícilmente se puede creer que se hayan originado por simple casualidad. La realidad está ahí delante de todo el mundo. Los estudiantes de bachillerato o High School deben aprenderse cada año muchos de estos procesos y examinarse después de ellos. Sus libros de texto de biología los exponen muy bien, incluso mediante coloridos y didácticos esquemas. Y, sin embargo, la increíble maravilla de cómo las propiedades de la química y la física trabajan juntas con tanta sabiduría para lograr que los organismos respiren O₂, excreten CO₂ y equilibren continuamente los ácidos y las bases en sus fluidos internos, en raras ocasiones suele ser apreciada. No se le da importancia a la cuestión de cómo se generaron por primera vez tales procesos. Simplemente se estudia cómo ocurren en la actualidad y a lo sumo se sugiere que todo funciona a la perfección porque la Naturaleza es sabia y ha evolucionado a partir de la materia muerta.

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No obstante, una cosa está clara. Los procesos ciegos de selección que propone el darwinismo son incapaces de generar este asombroso conjunto de aptitud ambiental que observamos en la biosfera. Las características físicas y químicas de las sustancias químicas que hacen posible toda esta maravilla fueron creadas al principio, mucho antes de que apareciera la vida y por tanto pudiera actuar sobre ella la selección natural propuesta por Darwin.

Michael Denton termina el capítulo octavo de su mencionado libro con estas palabras referidas a lo extraordinario de toda esta evidencia: “uno se siente tentado a adaptar el famoso comentario del astrofísico Fred Hoyle sobre el ajuste fino de la física y la química para la vida: una interpretación de sentido común de los hechos sugiere que un superintelecto ha jugado con las leyes de la química y la biología para permitir la excreción de los productos finales del metabolismo oxidativo en los organismos que respiran aire como nosotros”.[2] Y ese “superintelecto” no puede ser otro que el Dios omnisciente y misericordioso que se revela en la Biblia y que nos tenía en mente desde antes de la fundación del mundo (Ef. 1:4).

Notas

[1] Denton, M. 2022, The Miracle of Man. The Fine Tuning of Nature for Human Existence, Discovery Institute Press, Seattle, p. 149.

[2] Ibid., p. 150.