Tampon quimico

|

INTRODUCCIÓN.

Las enzimas que catalizan la mayoría de los procesos Bioquímicos son generalmente activas sólo dentro de un rango pequeño de pH. Es esencial pues, que los organismos vivos tengan algún sistema para controlar el pH de las mezclas acuosas en las cuales actúan las enzimas. Estos “controles de pH” deberán evitar fluctuaciones grandes de la acidez del medio ambiente cuando sepresentan especies químicas conocidas como ácidos y bases.
Por ejemplo, la sangre se mantiene a un pH aproximado de 7,4; rara vez este valor varía en más de 0,1 unidades de pH, una variación de ±0,4 unidades o más podría causar la muerte.
La composición de los sistemas de control de pH a nivel celular, son generalmente complejos, pero los principios básicos de su funcionamiento son relativamentesimples.
Las soluciones que resisten cambios de pH son llamadas soluciones amortiguadoras, tampones o simplemente buffer.
En este modulo revisaremos los principios básicos del funcionamiento, composición y propiedades de una solución amortiguadora.

TAMPÓN QUÍMICO
Un tampón, buffer, solución amortiguadora o solución reguladora es la mezcla en concentraciones relativamente elevadas de un ácidodébil y su base conjugada, es decir, sales hidrolíticamente activas. Tienen la propiedad de mantener estable el pH de una disolución frente a la adición de cantidades relativamente pequeñas de ácidos o bases fuertes. Se puede entender esta propiedad como consecuencia del efecto ion común y las diferentes constantes de acidez o basicidad: una pequeña cantidad de ácido o base desplaza levemente elequilibrio ácido-base débil, lo cual tiene una consecuencia menor sobre el pH.
Cada sistema buffer tiene su propio rango efectivo de pH, el cual dependerá de la constante de equilibrio del ácido o base empleado. Son importantes en el laboratorio y en la industria, y también en la química de la vida. Tampones típicos son el par amoníaco-catión amonio, ácido acético-anión acetato, anióncarbonato-anión bicarbonato, ácido cítrico-anión citrato o alguno de los pares en la disociación del ácido fosfórico.

FUNCIÓN

La función de una solución amortiguadora es la de resistir los cambios de pH cuando se le agregan ligeras cantidades de ácido o base. Su función es muy importante en los sistemas químicos y biológicos y los procesos que requieran un cierto valor de pH que no sea modificable confacilidad. Ya sea para el funcionamiento adecuado de las enzimas en el sistema digestivo o los glóbulos blancos en el torrente sanguíneo.

Como funciona una solucion buffer a razón del funcionamiento de las soluciones amortiguadoras se basa en el Principio de Le Châtelier, en el equilibrio químico. El ácido o base utilizada, siendo débil, se disocia parcialmente en la solución, por lo que hay unaproporción según su constante de equilibrio tanto de producto como de reactivo.

Es decir, poniendo como ejemplo una solución amortiguadora hecha por un ácido débil, al momento de agregarle más ácido, este se disociara y aumentara la concentración de iones H+, pero el ion común (en este caso la base conjugada de la solución creada) que se encuentre en la solución por contrarrestar el efecto dedesbalance en la reacción, se asociará con los iones liberados y reducirá su concentración, de esta forma reduciendo su pH, que no aumentará tan notablemente a como lo haría en una solución que no es amortiguadora.

CALCULO DEL PH DE DISOLUCIONES TAMPÓN.
Frecuentemente se utiliza la ecuación de Henderson-Hasselbalch para el cálculo del pH en soluciones reguladoras. Sin embargo, debe aclararse queesta ecuación no es aplicable en todos los casos, ya que para su deducción se realiza una serie de suposiciones. Esta ecuación suele proporcionar resultados incorrectos cuando las concentraciones del ácido y su base conjugada (o de la base y su ácido conjugado) son bajas.
La ecuación de Henderson-Hasselbalch, que se deduce de la expresión de la constante de equilibrio.
Nos permite calcular...