SOLUCIONES AMORTIGUADORAS DE PH

INSTITUTO TECNOLOGICO DE OAXACA
 

INTRODUCCIÓN


Muchas de las reacciones químicas que se producen en solución acuosa necesitan que el pH del sistema se mantenga constante, para evitar que ocurran otras reacciones no deseadas. Las soluciones ""reguladoras"" o Buffer son capaces de mantener de acidez o basicidad de un sistema dentro de un intervalo reducido de pH.
Las solucionesreguladoras son muy importantes en las reacciones químicas que se llevan a cabo en el laboratorio, en los procesos industriales y en nuestro cuerpo. Por ejemplo, la actividad catalítica de las enzimas en las células, la capacidad portadora de oxígeno por la sangre y, en general, las funciones de los fluidos de los organismos animales y vegetales dependen del ph, el cual es regulado por uno o varios de estossistemas.
Una solución reguladora o amortiguadora es una solución de un ácido débil y su sal, o una base débil y su sal. si se agrega una pequeña cantidad de ácido o base a la solución reguladora, el ph de la solución permanece casi constante.
Un buen ejemplo de una solución reguladora es la sangre que tiene un ph de 7.35. La adición de "pequeñas" cantidades de ácido o base a la sangre, haráque ésta cambie su valor de ph relativamente poco en el orden de unas pocas centésimas.
Pueden haber soluciones reguladoras ácidas que tienen valores de ph por encima de 7, y soluciones reguladoras básicas con valores de ph menores de 7.
Las soluciones reguladoras ácidas se preparan a partir de mezclas de ácidos débiles y sus bases conjugadas.
Las soluciones reguladoras básicas se preparan apartir de mezclas de bases débiles y sus ácidos conjugados.






FUNDAMENTOS TEORICOS
SOLUCIONES REGULADORAS
Una disolución reguladora (tampón) de pH es aquella cuyo pH no varía significativamente con la dilución, ni cuando se añaden cantidades moderadas de un ácido o una base fuerte. En muchas reacciones es importante mantener el valor del pH entre unos límites definidos.


Unasolución reguladora, buffer o tampón, está formada por un ácido o base débil y su par conjugado correspondiente:



Esta combinación tiene la capacidad de minimizar el efecto de la adición o eliminación de H+ del medio. Cuando se agrega un ácido fuerte, la base conjugada reacciona con los H+, aumentando la cantidad del ácido conjugado, pero como este es un ácido débil, se disocia poco y el pH delmedio no cambia en forma importante. Si se añade una base fuerte, esta es neutralizada por el ácido débil que se transforma en su base conjugada más débil que la original, amortiguando el cambio de pH.
El pH de un sistema regulador depende de la ley de acción de masas que determina el equilibrio del par ácido - bases conjugadas:



Transponiendo términos y transformando la concentración deprotones en pH, este equilibrio se puede representar como:



Esta expresión se conoce como la ecuación de Henderson y Hasselbalch y nos permite calcular el pH de la solución reguladora, conociendo su composición, o calcular la composición de una solución reguladora de pH definido.

Según esta ecuación, el pH de una solución reguladora depende del pKa y de la relación [Base]/[ Ácido]. El pKadetermina el rango de pH útil de la solución y la relación [Base]/[Ácido] define la distancia del pH al pKa.

La capacidad reguladora es la máxima cantidad de ácido o base que una solución buffer puede neutralizar, depende del pH de la solución y de la concentración. La capacidad reguladora máxima está en el rango de:



Existen dos tipos de disoluciones reguladoras:

 ácidos y basesfuertes moderadamente concentrados
 ácido débil y su base conjugada o base débil y su ácido conjugado en concentraciones semejantes.

La primera de ellas actúa en las zonas extremas de pH. El ácido fuerte o base
fuerte actúa como regulador del pH debido a su concentración, de forma que la
introducción de una pequeña cantidad de ácido o base modifica muy poco la
concentración total de ácido o...