Buffer

Curso de Química Analítica 2004 Licenciatura en Bioquímica

Unidad de Bioquímica Analítica CIN – Facultad de Ciencias

LABORATORIO Nº 3 Determinación de la capacidad amortiguadora de un buffer
Es obligatorio la asistencia al práctico con túnica y lentes de seguridad. El protocolo de la práctica y el fundamento teórico de la misma deben haber sido leídos por el estudiante antes del ingreso alpráctico. Al práctico se debe asistir con un cuaderno donde figurarán todos los datos y cálculos realizados en el curso práctico. Dicho cuaderno puede ser solicitado al alumno en cualquier momento a fin de corregir el trabajo realizado durante el curso

FUNDAMENTO TEÓRICO
Una disolución buffer, amortiguadora o tampón, es aquella cuyo valor de pH se mantiene constante, a pesar del agregado deuna pequeña cantidad de ácido o base. En los sistemas biológicos es fundamental el mantenimiento del valor de pH dentro de un rango, de ello depende el óptimo funcionamiento de algunas enzimas y el balance de la presión osmótica. Por ejemplo, en la figura se muestra cómo varía la velocidad de una reacción, catalizada por una enzima, en función del pH. Para que un organismo sobreviva, debe controlarel valor de pH de todos los compartimentos subcelulares, de manera que todas las reacciones catalizadas por enzimas procedan a una velocidad adecuada.

Influencia del pH en la velocidad de ruptura de un enlace amida por la enzima quimotripsina. La velocidad cerca de pH 8 es dos veces superior a la velocidad correspondiente a pH 7 o 9. La quimotripsina contribuye a la digestión de las proteínasen el intestino humano.

1 Laboratorio 3 Determinación de la capacidad amortiguadora de un buffer

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En Electroquímica, los potenciales de electrodo y la presencia de especies oxidadas o reducidas de algunos metales es dependiente del valor de pH y, por ende, se observancambios de potencial. De esta forma, en algunas ocasiones, para asegurar la presencia de un metal bajo un determinado estado redox o forma química, es necesario mantener el valor de pH dentro de un rango. - ¿Cómo funciona un sistema buffer? Para comprender la forma en que un sistema buffer es capaz de mantener constante el valor de pH, analizaremos el caso del sistema ácido acético/acetato de sodio.La constante de disociación del ácido acético (Ka) se puede expresar como:
Ka = [H+ ] . [ Ac − ] [HAc ] K a . [HAc ] [ Ac − ] (1)

[H+ ] =

( 2)

Tomando el logaritmo negativo a ambos lados de la igualdad:
 [ Ac − ]   − log [H+ ] = − log K a + log   [HAc ]    (3 )

Que por definición, se puede expresar como:
 [ Ac − ]   pH = pK a + log   [HAc ]    ( 4)

La ecuación(4) se conoce como la ECUACIÓN DE HENDERSON-HASSELBALCH. De acuerdo con la misma, el valor de pH de una disolución que contenga un ácido y su base conjugada, dependerá del pKa del ácido y del cociente de las concentraciones de ambas especies. Si éstas se encuentran en la misma concentración, la adición de un ácido o una base producirá poco cambio en el valor del pH. Veamos un ejemplo numérico. Silas concentraciones del ácido y su base conjugada son de 1M, el valor de pH de esta disolución, de acuerdo con la ecuación (4) será: pH = pKa = 4.76 Ahora supongamos que se agregan 0.10 moles de ácido clorhídrico. Los iones hidrógeno del mismo reaccionarán con la base presente de acuerdo con: Ac- + H+ → HAc Observe que se ha despreciado el efecto de la disociación del ácido débil. De esta manera,las concentraciones para el ácido y su base conjugada serán: [HAc] = 1.0 + 0.1 = 1.1 M [Ac-] = 1.0 − 0.1 = 0.9 M

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Lo que sustituyendo en la ecuación (4), nos da un valor de pH de 4.67. Es decir, que...