Soluciones Amortiguadoras

Introducción

Puesto que las concentraciones de los iones H+ y OH- en disoluciones acuosas con frecuencia son números muy pequeños y, por tanto, es difícil trabajar con ellos. Soren Sorensen propuso, en 1909, una medida más práctica denominada pH (1a). El pH, como sigla deriva del latin “pondus Hydrogenii” lo cual significa “Potencial de hidrógeno”, también ha sido descrito como la medida deacidez o alcalinidad de una disolución. Su valor puede ir de 0 a 14, siendo 7 un valor neutro, números inferiores a 7 serán ácidos y los mayores, básicos.
Los seres vivientes deben tener la capacidad de prevenir cambios excesivos en el pH de los líquidos intracelular y extracelular, que por lo general se mantienen en un valor de pH cercano a 7, al cual se denomina pH fisiológico. El control delpH fisiológico garantiza que los aminoácidos, nucleótidos, proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y casi todas las otras biomoléculas se mantengan en las formas iónicas más adecuadas para su estructura, su función y hasta su solubilidad en agua. Este control se realiza gracias a la acción de sistemas de amortiguamiento (2a). Una solución amortiguadora (también llamada buffer o tampón) es una mezclade un par ácido-base conjugado capaz de resistir cambios grandes de pH cuando se agregan cantidades pequeñas de otro ácido o base.
La capacidad amortiguadora (β) es la resistencia que puede ejercer un buffer a los cambios de pH cuando un ácido o base son agregados a éste. El amortiguamiento se debe a que la solución formada por un par ácido-base conjugado agota el exceso de protones H+ u OH-(2b).
Como principal objetivo en este práctico, fue entender que es y cómo funciona una solución buffer (tampón), determinar su capacidad de amortiguamiento y establecer comparaciones de resistencia entre diversas concentraciones en la formación de buffers.

Materiales y métodos

Para la realización de este trabajo práctico se calcularon los gramos de acetato de sodio que se necesitaron paraformar 50mL de solución amortiguadora (buffer) al 0,25M. Se utilizó una balanza (BelltronicScales ES-300 HA) en la que se pesaron 2,99g de acetato de sodio (CH3COONa) calculados en un vaso precipitado de 50mL. El contenido del vaso precipitado se vació en un matraz aforado y posteriormente se le agregó 30mLde ácido acético (CH3COOH) 0,25M al matraz para disolver la sal, se homogenizó a través deagitación de la solución con una bagueta, y se traspasó al Matraz de Erlenmeyer para agregarle el resto de ácido que faltaba, completando los 50mL.
Como segundo paso, se agregó 4 gotas de azul de Bromotimol a la solución y se midió el pH inicial con un pH-metro portátil (Misura). Después, con una bureta de 50mL en un soporte universal se fueron agregando 100 mL de Hidróxido de sodio (NaOH)gradualmente de 10 en 10 mL midiendo el pH de la solución entre cada adición de NaOH y se fueron registrando en una tabla los pH de cada una.
Luego, de realizado este procedimiento experimental se recolectaron los datos de otras dos diferentes concentraciones (0.1M y 0.5M) de buffer formadas, que se realizaron bajo los mismos procedimientos y se calcularon los valores de β (capacidad amortiguadora) y ∆pHde las tres diferentes concentraciones.

Resultados

Tabla 1.2: “Variación de pH y capacidad reguladora solución buffer al 0,1M”
Tabla 1.1: “Medición de pH
V. Buffer (L) | V. NaOH (L) | Moles NaOH | ∆ pH (pHf- pHi) | Capacidad reguladora β |
0.05 | 0 | 0 | 0 | 0 |
 0.05 | 0,01 | 1 x 10 ⁻³ | 0,14 | 0,142 |
 0.05 | 0,02 | 2 x 10 ⁻³ | 0,32 | 0,125 |
 0.05 | 0,03 |3 x 10 ⁻³ | 0,63 | 0,095 |
 0.05 | 0,04 | 4 x 10 ⁻³ | 1,15 | 0,069 |
 0.05 | 0,05 | 5 x 10 ⁻³ | 6,81 | 0,014 |
 0.05 | 0,06 | 6 x 10 ⁻³ | 7,21 | 0,016 |
 0.05 | 0,07 | 7 x 10 ⁻³ | 7,34 | 0,019 |
 0.05 | 0,08 | 8 x 10 ⁻³ | 7,44 | 0,021 |
 0.05 | 0,09 | 9 x 10 ⁻³ | 7,5 | 0,024 |
0,05 | 0,1 | 0,01 | 7,53 | 0,026 |
en solución buffer al 0,1M”
Volumen NaOH (ml) | PH |...