Clase 02 2010 V DesmineralizacióN

Universidad de Chile - Fac. Odontología Clase 02 - Desminaralización

Química II Sem. Verano 2010 Prof. Ismael Yévenes 1

AguapH=7T° 20°C

1. Cuanto dura la pieza dental en contacto con agua ?

DISOLUCION DE PIEZAS DENTALES

contacto con agua ?2. Cuales serian los

factores que determinan que se solubilice?

3 En que condiciones

Ismael Yévenes López 1

3. En que condiciones se disuelve en boca originando la caries dental?

OH- Ca+2PO4-3 CO3

-

FLUIDO ORAL

EQUILIBRIO IONICO DE SOLUBILIDAD

Ca10(PO4)6 (OH)2-X (CO3)X

Fase SólidaPieza dental

Ismael Yévenes López 2Ismael Yévenes López 2

Ca10(PO4)6 (OH)2-X (CO3)X 10Ca+2 + 6PO4-3 + (2-x) OH- + x CO3

-2

DISOLUCION

PRECIPITACIONSÓLIDO SOLUCION

FLUIDO ORAL

M2 M1

EQUILIBRIOS DE DISOLUCION

Fase Sólida

F.DF.C


EQUILIBRIOS HETEROGENEOS: Las especies participantes no seencuentran en una misma fase.

V.D V.DV.M

FLUIDO ORAL

V.M

FLUIDO ORAL

EQUILIBRIOS SOLIDO-LIQUIDO

Fase Sólida

SATURACIONVM=VD

Fase Sólida

SOBRESATURACIONVM > VD

V.DV.M

FLUIDO ORAL


Fase Sólida

HIPOSATURACIONVM < VD



FLUIDO ORAL

CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD Kps

Ca +2 + 2F-

Fase Sólida

CaF2


Ca F2(s) Ca+2(ac) + 2F -(ac)

[Ca2+] [F-]2

K =[CaF2] [CaF2 ] =cte

Kps = [Ca2+] [F-]2 = 3.9 x 10-11

QUE SIGNIFICA ESTE VALOR?

SOLUBILIDAD Y KpsSolubilidad: cantidad que se disuelve para formar una solución saturada, se expresa en g/LSolubilidad molar: es el Nº de moles de soluto que se disuelven


Solubilidad molar: es el N de moles de soluto que se disuelven en un litro de solución saturada, se expresa en mol/L.

Solubilidadg/L

Solubilidad molar

mol/L.

Concentración molar de iones

Kps

Ejercicio:Si el Kps de CaF2 es 3.9 x 10-11 cual es la solubilidad en g/L

SOLUBILIDAD Y Kps

Ca F2(s) Ca+2(ac) + 2F -(ac)

s M 2s M

Kps = [Ca2+] [F-]2 = s x (2s)2 = 4s3 = 3.9 x 10-11

s = 2.1 x 10-4 M solubilidad molar


Solubilidad: 2.1 x 10-4 mol CaF2 x 78.1 g CaF2

L mol CaF2

Solubilidad= 1.6 x 10-2 g/L

FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD

FLUIDO ORALCa +2 + 2F-

NaF (ac) ION COMUN

Fase Sólida

CaF2


Fase Sólida

Ca F2(s) Ca+2(ac) + 2F -(ac)



La adición de NaF en solución al sistema produce unamodificación desplazando el equilibrio en la reacción hacia laizquierda, reduciendo la solubilidad del fluoruro de calcio.En general la adición de un soluto que aporta un ion comúnhace disminuir la solubilidad de una sal poco soluble.ace dis i ui la solubilidad de u a sal poco soluble.¿Qué pasaría si agregáramos una sal soluble de calcio?

10-4

10-6

8

Solubilidad Ca F2

M


10-8

0 0.1 0.2 Concentración Na FM

La figura nos muestra como disminuye la solubilidad del CaF2 a medida que se agrega NaF a la solución.

¿Qué pasaría en la cavidad bucal con la solubilidad de las piezasdentales si agregamos o utilizamos fluoruros solubles?

Ejercicio 3:Cual es la solubilidad molar del CaF2 en una disoluciónque contiene Ca(NO ) 0 01 Mque contiene Ca(NO3)2 0.01 M

Kps = [Ca2+] [F-]2 = 3.9 x 10-11

Ca F2(s) Ca+2(ac) + 2F -(ac)

Inicio 0.01 M 0Reacción x M 2x MEquilibrio (0.01 + x) M 2x M


Kps = [Ca2+] [F-]2 = 3.9 x 10-11 = (0.010+x) (2x)23.9 x 10-11 = (0.010) (2x)2x = 3.1 x 10-5 M

Solubilidad en agua:2.1 x 10-4 M, la solubilidad molar del CaF2 disminuye 10 veces en presencia de una concentración 0.01 M en calcio.

¿Cómo se afectara la solubilidad anterior en presencia de 0.01 M en fluoruro?

Ca F2(s) Ca+2(ac) + 2F -(ac)

Inicio 0 0.01 M Reacción x M 2x MReacción x M 2x MEquilibrio x M (0.01+2x) M

Kps = [Ca2+] [F-]2 = 3.9 x 10-11 = (x) (0.01+2x)2

3.9 x 10-11 = x(0.010)2

x = 3.9 x 10-7 M

S l bilid d 2 1 10 4 M b t l


Solubilidad en agua:2.1 x 10-4 M, se observa entonces que la solubilidad molar del fluoruro de calcio disminuye 1000 veces en

presencia de una concentración 0.01 M en fluoruro.¿Por qué es mayor el efecto del fluoruro sobre la solubilidad del fluoruro de calcio?

FLUIDO ORAL

H+ (ac) Protones

SOLUBILIDAD Y pH.

Fase Sólida

CaF2


Fase Sólida

Ca F2(s) Ca+2(ac) + 2F -(ac)



SOLUBILIDAD Y pH.La solubilidad de un compuesto iónico cambia si la solución se hace suficientemente acida o básica.

Efecto del pH sobre el CaF2

Ca F Ca+2 + 2F -Ca F2(s) Ca+2(ac) + 2F (ac)

El fluoruro (F -) es la base conjugada del HF , por lo tanto cuando el medio se acidifica, se produce la protonación del anion para formar HF. Al disminuir el F- el sistema tiende a reponerlo disolviendo mas Ca F2(s).El proceso de disolución se puede entender en términos de dos reacciones que ocurren simultáneamente:


Ca F2(s) Ca+2(ac) + 2F -(ac) Ecuación 1

F -(ac) + H+ (ac) HF (ac) Ecuación 2

Sumando 1 + 2

Ca F2(s) + 2H+ (ac) Ca+2

(ac) + 2HF (ac)

6

Solubilidad Ca F2

x 10-3 M

4

2

7 3 1 pH

La figura muestra como cambia la solubilidad del Ca F2(s) con el pH .Otras sales con aniones básicos como el CO -2 PO -3 CN- se


Otras sales con aniones básicos como el CO3 , PO4 , CN secomportaran en forma análoga.Regla general: la solubilidad de las sales poco solubles queContienen aniones básicos aumenta a medida que el pH baja.

Fluido BucalInteracciones Fco-químicas

INTERACCIONES ELEMENTOS DENTARIOS Y FLUIDO BUCAL

ElementosDentarios

Biomoléculas

Esp. iónicas

E. covalentes

Ismael Yévenes López 15Ismael Yévenes López 15Ismael Yévenes López 15

Dentarios Bacterias

Sistema Heterogéneo

TRANSPORTE MOL.. E IONESSALIVA- DENTINA

REACCIONES INTERCAMBIOSALIVA-OHA

DESMINERALIZACIONREMINERALIZACION

ESMALTE COMO SISTEMA QUIMICO

REACCIONES SUP.ESMALTE-COMP. ORGANICOS

Fluido Bucal


FASESÓLIDA



FLUIDO ORAL

VARIABILIDADFASE LIQUIDA

INTERACCIONES FASE SÓLIDA- FUIDO ORAL

Fase Sólida

F.DF.C

VARIABILIDADFASE MINERAL

FASE LIQUIDA

EQUILIBRIOS


EQUILIBRIOSINSTANTANEOS

ACIDOS IONES COMPONENTES

DISOLUCION DEL ESMALTE

ESMALTE

FOSFATOS DE CALCIO

FOSFATOS DE CALCIO

Ca / P1.00

FDC


Ca / P1.67

OHA-CO3

PRESENTE ENSALIVA,

Y FLUIDOS ORALES

EQUILIBRIO ACIDO FOSFORICO Y SUS SALES

HO - P - OHO

H2PO4-

K1

HPO42-

K2PRESENTE EN

HUESOSH3PO4


OHPO4

3-K3HUESOS, DIENTES

Y CALCULOS

CRISTALES MONOCLINICOS

FOSFATOS DE CALCIO

BRUSHITA

CaHPO4 2H20

FINOS

SOLUBILIDAD SEINCREMENTA CON pH < 6

Kps = 2.77 x 10-7

SOLUCIONES ACIDAS


PRESENTE EN CARIES Y CALCULOS DENTALES

POR HIDRÓLISIS ORIGINA OHA



FOSFATOS DE CALCIO

FOSFATO OCTOCALCICO

Ca 8 (HPO4)2

ES UN FOSFATO ACIDO POR EL HPO4-2

SOLUBILIDAD SEINCREMENTA CON pH < 6

PRESENTE EN CARIES Y CALCULOS DENTALES


(PO4)4 5H2OESTRUCTURA SIMILAR A OHA

NO CONTIENE HIDROXILOS

DISOLUCION Y EQUILIBRIOS DE FOSFATOS DE CALCIO

OHA CO3 C (PO ) (OH) (CO )

WITLOCKITE Ca9 Mg 0,7 Fe0,5 (PO4)6 PO3 OH

F. OCTOCALCICO Ca8 H2 (PO4)6 5H2O

BRUSHITA CaHPO4 2H2OCrist.


FLUORAPATITA Ca10 (PO4) 6 F2

HIDROXIAPATITA Ca10 (PO4)6 (OH) 2

OHA-CO3 Ca10(PO4)6 (OH)2-X (CO3)X

Solub.

PROPIEDADES DE LAS APATITAS

APATITAS

GRAN AREA SUPERFICIAL

SUSTITUCIONES IONICAS

CRISTALES 5 - 1000 nm


CRISTALES IONICOS

DUROS REFRACTARIOSPTO FUSION ALTO

Ca10 (PO4)6 X2

2. FLUORAPATITA3. HIDROXIAPATITA4. BRUSHITA5. F. OCTOCALCICO

SOL -

SOLUBILIDAD DE LAS APATITAS

UBILIDAD

2

3 5 4

-

-


0// ! ! !

5 6 7 pH

-mg/Lt



Mecanismo de desmineralización

Equilibrio sólidoEquilibrio sólido--liquido.liquido.

Ca10(PO4)6(OH)2 10 Ca2+ + 6 PO43– + 2 OH–

li idli idDisoluciónDisolución

PO43– + H+ H PO4

2– + H+ H2 PO4–

sólidosólido liquidoliquido

Desmineralización

Solubilidad de las apatitas en medios ácidos.• En medio ácido se provoca una reacción de neutralización que

Desmineralización


p qsolubiliza material sólido.

• En medio alcalino se desplaza la reacción en sentido contrario,depositándose material por precipitación.

AUMENTACON pH BAJO

DESMINERALIZACION DE LAS APATITAS

Desmineralización

APATITAS

PRODUCTOS REACCIONAN CON H+

MAYOR AFINIDAD DEL H+ POR OH-

MAYOR DESMINERALIZACIONDE OHA


1. PO43- + H+ HPO4

2- + H2P04-

2. F- + H+ HF3. OH- + H+ H2O

VELOCIDAD DE DISOLUCION DE APATITAS

VELOCIDADDISOLUCIONAPATITAS

Aumenta:- TAMAÑO PARTICULAS- N° IMPERFECCIONES

Disminuye:-IMPUREZAS


APATITAS IMPUREZAS ESPECIFICAS- MATERIAL DISUELTO PERMANECE

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