Amortiguaadores

Capacidad o eficacia amortiguadora
La capacidad de amortiguación puede definirse como "La cantidad de ácido o base fuerte
que deben añadirse a un litro de solución amortiguadora para producir un cambio de pH de
una unidad". También puede definirse como "El cambio de pH que se produce por la
adición de una cantidad dada de ácido o base fuerte".
Puede demostrarse que la eficacia máxima de unamortiguador, tanto para neutralizar
ácidos como bases, está en la zona de pH próxima al pK del ácido. El máximo de eficacia
de un amortiguador frente a una base está en el punto de pH igual a pK - 0.5, mientras que
la eficacia máxima frente a un ácido fuerte está en el punto de pH igual a pK + 0.5. A
medida que nos alejamos del pK, la capacidad amortiguadora decrece, considerándose nula
atres unidades de distancia, es decir, a un valor de pK + 3 frente a las bases y de pK - 3
frente a los ácidos. En estas condiciones solo encontramos, prácticamente, uno de los
componentes del sistema. Los amortiguadores fisiológicos rara vez tienen un valor de pK
que coincide con el pH que van a amortiguar. Normalmente sus pK están unas décimas más
abajo del pH fisiológico. Esto se traduce en unamayor eficacia de los sistemas para
amortiguar ácidos que para amortiguar bases. De todo lo expuesto anteriormente, se deduce
que puesto que el pH celular es próximo a siete, la eficacia amortiguadora máxima
corresponde a los sistemas cuyo valor de pK esté comprendido entre seis y ocho.
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Neutralización de un ácido débil con una base fuerte
Cuando se neutralizaun ácido débil con una base fuerte, el ácido débil se disocia en
solución dando una pequeña cantidad de iones hidrógeno que son neutralizados por los
iones hidroxilos alterando el equilibrio entre el ácido débil y sus iones. Por consiguiente, se
ioniza mas ácido débil para reestablecer el equilibrio y los iones hidrógeno producidos se
pueden neutralizar mediante mas hidroxilos y asísucesivamente hasta que todo el
hidrógeno inicial sea neutralizado.
Consideremos la neutralización de un volumen de una solución de ácido acético 0.1 M con
hidróxido de potasio 0.1 M. Cuando se haya valorado menos de la mitad del ácido, el pH es
menor que el pK del ácido; cuando se haya valorado mas de la mitad del ácido, el pH es
mayor que el pK del ácido y cuando se haya valorado la mitad del ácido,el pH es igual al
pK del ácido y la mezcla amortiguadora presenta la mayor eficacia.
En la práctica se considera que una mezcla de un ácido débil y su base conjugada forman
un amortiguador satisfactorio sobre el margen de pH desde pK - 1 hasta pK + 1. Una
mezcla cuyo pH sea igual a pK - 1 en la que la proporción sal / ácido es 0.1, es un
amortiguador efectivo contra un álcali, pero muchomenos efectivo contra un ácido fuerte y
la eficacia máxima está en el punto de pH igual a pK - 0.5. Una mezcla cuyo pH es igual a
pK mas uno y cuya proporción sal / ácido es 10, es un amortiguador efectivo contra ácidos
fuertes, pero mucho menos efectivo contra bases y la eficacia máxima esta en el punto de
pH igual a pK + 0.5.
Cuando se haya valorado completamente el ácido débil, este se hatransformado
íntegramente en su respectiva base conjugada pero, sin embargo, su pH en este punto no es
siete (mayor que siete), por la hidrolización de la base conjugada.
En el metabolismo se liberan ácidos que forman sistemas amortiguadores como el del ácido
acético/acetato, como por ejemplo, pirúvico, láctico, acetoacético, butírico, etc, pero como
su concentración en sangre no es elevada encondiciones normales y su pK está lejos del pH
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de la sangre, su acción amortiguadora en el plasma tiene poco interés, aunque pueden ser
mas interesantes como amortiguadores intracelulares.
Neutralización de una base débil con un ácido fuerte
En este caso, el pH en el punto de equivalencia es, ahora, menor que siete y la curva en
total parece la imagen especular...