Intensidad buffer

Diseño de Reguladores e Intensidad Buffer (Práctica Nº 4).

Jean F Portillo, Moisés Barboza, Rosa Villasmil.

Maestría en Ciencias del Ambiente, División de Estudios para graduados,
Facultad de Ingeniería, La Universidad del Zulia.

Resumen.

Palabras Claves:

Introducción
Una solución amortiguadora (buffer) es una solución de un par ácido-base conjugado que resiste los cambios depH. Los amortiguadores se usan en todos los tipos de reacciones químicas en las que se desea mantener el pH de una solución con un valor constante y predeterminado1.
Las principales características que presenta un buffer para resistir los cambios de pH son debidos: a la dilución, adición de ácidos y bases fuertes y su capacidad amortiguadora. El pH de una solución amortiguadora permaneceindependiente de la dilución hasta que las concentraciones de las especies que contiene se reducen al punto de no poderse aplicar aproximaciones simples en el cálculo de sus concentraciones, por lo que es necesario tomar en cuenta el producto iónico del agua1; entonces, la dilución sí afecta al pH de la mezcla e incluso puede hacer que la disolución reguladora deje de serlo por disminución brusca delácido (reserva ácida) o de la base (reserva básica). El efecto de la adición de ácidos o bases fuertes, modifica muy poco la relación base/ácido del sistema regulador, relación de la que depende el pH del sistema, según la ecuación de Henderson-Hasselbalch (ecuación 1); esto es debido a que la reserva ácida o la reserva alcalina, son las responsables de neutralizar la adición de bases y ácidos,respectivamente2
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Conjuntamente, la capacidad de un amortiguador es la medida de su efectividad para resistir los cambios de pH con la adición de ácido o base. Mientras más grandes sean las concentraciones del ácido y la base conjugada, mayor será la capacidad del amortiguador. La capacidad del amortiguador se puede definir más cuantitativamente como la cantidad de moles de base fuerte que serequieren para cambiar el pH de un litro de solución en una unidad3. Esta capacidad de amortiguación se puede evaluar de forma cuantitativa mediante el parámetro β propuesto por Van Slyke que viene expresado por las ecuaciones (2) y (3)
[pic] (2)
[pic] (3)
Siendo Cb y Ca los equivalentes por litro de base o de ácido fuerte necesarios para modificar en una unidad el valor del pH de la soluciónamortiguadora2.
El gran interés sobre el estudio de los sistemas amortiguadores y de sus características, es debido a que se presentan en los organismos vivos, por ejemplo en la sangre y en los fluidos corporales. El pH de los medios biológicos es una constante fundamental para el mantenimiento de los procesos vitales. La acción enzimática y las transformaciones químicas de las células serealizan dentro de unos estrictos márgenes de pH. En humanos los valores extremos compatibles con la vida y con el mantenimiento de funciones vitales oscilan entre 6,8 y 7,8; siendo el estrecho margen de 7,35 a 7,45 el de normalidad. Los principales amortiguadores que se encuentran en la sangre son las proteínas, el bicarbonato, los fosfatos, la hemoglobina y la oxihemoglobina También en el trabajo delaboratorio, es imprescindible el mantenimiento de un pH para la realización de muchas reacciones químico-biológicas. Asimismo, es bien conocido el efecto en los cambios de pH en el agua del subsuelo y en los lagos de una determinada región geográfica. La susceptibilidad del agua natural a volverse ácida está determinada, en gran medida, por su capacidad amortiguadora, y el principal amortiguadordel agua natural es una mezcla del ion bicarbonato y ácido carbónico1,3.

Parte Experimental.
Reactivos
Se prepararon varios buffers, los cuales fueron conducidos a pH= 6,9; 7,2; 7,5 y 7,8; éstos se diseñaron con un intensidad de buffer igual a 10-2 mol L-1. Para la elaboración de los mencionados buffer, se emplearon las siguientes sales de fosfato: KH2PO4 (Merck, 99,5 – 100,5 %) y K2HPO4...