Qué son los amortiguadores y cómo funcionan
Un tampón es una solución que contiene un ácido débil y su sal o una base débil y su sal , que es resistente a los cambios en el pH . en otras palabras, un tampón es una solución acuosa de un ácido débil y su base conjugada o una base débil y su ácido conjugado. un tampón también puede llamarse tampón ph, tampón de iones de hidrógeno o solución tampón.
Los tampones se utilizan para mantener un pH estable en una solución, ya que pueden neutralizar pequeñas cantidades de ácido de base adicional. Para una solución tampón dada, hay un rango de pH funcional y una cantidad establecida de ácido o base que puede neutralizarse antes de que cambie el pH. La cantidad de ácido o base que se puede agregar a un tampón antes de cambiar su ph se denomina capacidad de tampón.
La ecuación de Henderson-Hasselbalch se puede utilizar para medir el ph aproximado de un buffer. Para usar la ecuación, se ingresa la concentración inicial o la concentración estequiométrica en lugar de la concentración de equilibrio.
La forma general de una reacción química tampón es:
ha ⇌ h + + a -
ejemplos de tampones
- sangre: contiene un sistema tampón de bicarbonato
- tris buffer
- tampón de fosfato
como se indicó, los amortiguadores son útiles en rangos de ph específicos. Por ejemplo, aquí está el rango de ph de los agentes de almacenamiento en búfer comunes:
| buffer | pka | rango de ph |
| ácido cítrico | 3.13., 4.76, 6.40 | 2.1 a 7.4 |
| ácido acético | 4.8 | 3.8 a 5.8 |
| kh 2 po 4 | 7.2 | 6.2 a 8.2 |
| borato | 9.24 | 8.25 a 10.25 |
| ches | 9.3 | 8.3 a 10.3 |
Cuando se prepara una solución tampón, el ph de la solución se ajusta para que esté dentro del rango efectivo correcto. típicamente se agrega un ácido fuerte, como el ácido clorhídrico (hcl) para disminuir el pH de los tampones ácidos. Se agrega una base fuerte, como la solución de hidróxido de sodio (naoh), para elevar el pH de los tampones alcalinos.
cómo funcionan los amortiguadores
Para entender cómo funciona un tampón, considere el ejemplo de una solución tampón hecha disolviendo acetato de sodio en ácido acético. ácido acético es (como se puede deducir a partir del nombre) un ácido: CH 3 COOH, mientras que el acetato de sodio se disocia en solución para dar la base conjugada, iones acetato de CH 3 COO - . La ecuación para la reacción es:
ch 3 cooh (aq) + oh - (aq) ⇆ ch 3 coo - (aq) + h 2 o (aq)
Si se agrega un ácido fuerte a esta solución, el ion acetato lo neutraliza:
ch 3 coo - (aq) + h + (aq) ⇆ ch 3 cooh (aq)
Esto cambia el equilibrio de la reacción de tampón inicial, manteniendo estable el ph. una base fuerte, por otro lado, reaccionaría con el ácido acético.
tampones universales
La mayoría de los buffers funcionan en un rango de ph relativamente estrecho. Una excepción es el ácido cítrico porque tiene tres valores pka. cuando un compuesto tiene múltiples valores pka, un rango de ph más grande está disponible para un buffer. También es posible combinar tampones, siempre que sus valores de pka sean cercanos (que difieran en 2 o menos), y ajustando el pH con una base fuerte o ácido para alcanzar el rango requerido. por ejemplo, el tampón de mcivaine se prepara combinando mezclas de na 2 po 4 y ácido cítrico. dependiendo de la relación entre los compuestos, el tampón puede ser efectivo desde ph 3.0 a 8.0. ¡Una mezcla de ácido cítrico, ácido bórico, fosfato monopotásico y ácido dietilbárbico puede cubrir el rango de pH de 2.6 a 12!
para llevar clave del búfer
- Un tampón es una solución acuosa utilizada para mantener el ph de una solución casi constante.
- un tampón consiste en un ácido débil y su base conjugada o una base débil y su ácido conjugado.
- la capacidad del tampón es la cantidad de ácido o base que se puede agregar antes de que cambie el ph de un tampón.
- Un ejemplo de solución tampón es el bicarbonato en la sangre, que mantiene el ph interno del cuerpo.
fuentes
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