soluciones buffer, tampon o amortiguadoras
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Soluciones buffer, tampon o amortiguadorasTRANSCRIPT
Soluciones buffers, tampones o
“amortiguadoras”
Un sistema amortiguador es una solución que puede
prácticamnte mantener el pH constante frente a la
adición de grandes o moderadas cantidades de ácidos
o bases fuertes, es decir, es una solución que contiene
especies que neutralizan los cambios de pH.
Soluciones buffers, tampones o
“amortiguadoras”
Para que un ser vivo se conserve saludable, muchos de los
fluidos del organismo deben mantener su pH dentro de
límites muy estrechos de variación.
Este objetivo se cumple mediante la creación de un
sistema amortiguador.
Soluciones buffers, tampones o
“amortiguadoras”
Generalmente un sistema amortiguador es una
solución de un ácido débil y base conjugada
Ejemplos:
• ácido acético/acetato: HAc/Ac-
• Ión amonio/ amoniaco: NH4
+/NH
3
• ácido fosfórico/fosfato diácido: H3PO
4/H
2PO
4
2-
CH3COOH H+ + CH3COO-
Ka =[H+] [ CH3COO- ]
[CH3COOH]
[H+] =Ka [ CH3COOH ]
[CH3COO -]
pH = pKa + log[ CH3COO- ]
[CH3COOH]
Ecuación de Henderson Hasselbach
Capacidad de una solución amortiguadora
Capacidad amortiguadora: cantidad de ácido o base que el
tampón es capaz de neutralizar, antes de que cambie su pH y
depende de las cantidades de ácido y su base conjugada de
las que está formado el tampón.
El intervalo de pH de una sistema amortiguador depende de:
• La pka del ácido
• Las concentraciones relativas de la base y del ácido en la
solución. Mientras mayor sea la concentración, mayor será la
resistencia al cambio de pH.
¿Cómo funciona una solución amortiguadora?
Ácido agregado
Ácido agregado
[A-] = [HA]
pKa =pH
pH = pKa + log [ CH3COO- ]
[CH3COOH]
HA A-HA A-
HA A-
H+ OH-
Varía la relación [A-]/[HA] que “amortigua” la variación de pH
[A-] > [HA]
pKa > pH
[A-] < [HA]
pKa < pH
pH = 5 + log (0.3/0.5)
pH = 4.8
Ejemplo: Ka = 10-5
[HA] = [A- ] = 0.4M
0.1 molHA A-
0.3 0.5
HA A-
0.5 0.3
pH = 5 + log (0.5/0.3)
pH = 5.22
0.1 mol
HA A-
0.4 0.4
pH = pKa
pH = 5
pH=1 H+ H2O OH- pH=13
pH=70.1 mol 0.1 mol
H+ OH-
pH = pKa ± 1
Características importantes de una disolución
buffer
• Un buffer funciona sólo si las dos especies del par ácido-
base conjugados están presentes.
• Rango de amortiguación: intervalo de pH en el que
funciona amortiguando los cambios de pH.
pH = pKa + log [ CH3COO- ]
[CH3COOH]
pH = pKa + 1 pH = pKa - 110
1
[A-]
[HA]=
1
10
[A-]
[HA]=
El intervalo de pH depende de la naturaleza del ácido (Ka)
Capacidad amortiguadora
El número de moles de ácido o base fuertes
que ocasiona un cambio de 1 unidad de pH en
1 litro de solución:
dCb dCa= =-dpH dpH
Capacidad amortiguadora:
Depende de:
1) Las concentraciones del ácido y la base.
A mayor concentraciones totales, tolerará mayor cantidad
de ácido o base sin agotarse → mayor capacidad.
2) La relación de concentraciones ácido o base.
Regula mejor el agregado de H+: A- + H+ = HA
Regula mejor el agregado de OH-: HA + OH- = A- + H2O
10
1
[A-]
[HA]=
1
10
[A-]
[HA]=
La capacidad de un buffer ( ) es máxima a
pH = pKa
log [ A- ]
[HA]
-1.2 -0.8 -0.4 0 0.4 0.8 1.2
Preparación de soluciones buffer
Ácido débil + base conjugada (sal): HAc + NaAc, HF + KF
Base débil + ácido conjugado (sal): NH3 + NH4Cl
Ácido débil + base fuerte (en defecto):
HAc + OH- = Ac- + H2O
NH4+ + OH- = NH3 + H2O
Base débil + ácido fuerte (defecto)
NH3 + H+ = NH4+
Ac- + H+ = HAc