SOLUCIONES AMORTIGUADORAS

SOLUCIONES AMORTIGUADORAS



Soluciones amortiguadoras son aquellas soluciones cuya concentración de hidrogeniones varía muy poco al añadirles ácidos o bases fuertes. El objeto de su empleo, tanto en técnicas de laboratorio como en la finalidad funcional del plasma, es precisamente impedir o amortiguar las variaciones de pH y, por eso, suele decirse que sirven para mantener constante el pH. Losmas sencillos están formados por mezclas binarias de un ácido débil yuna sal del mismo ácido con base fuerte, por ejemplo, una mezcla de ácido acético y acetato de sodio; o bien una base débil y la sal de esta base con un ácido fuerte, por ejemplo,amoníaco y cloruro de amonio.

La aplicación más importante de esta teoría de los amortiguadores es, para los fisiólogos, el estudio de la regulacióndel equilibrio ácido-base. Para dar una idea de la importancia de los amortiguadores de la sangre, recordemos que la concentración de hidrogeniones del agua pura experimenta una elevación inmediata cuando se añade una mínima cantidad de un ácido cualquiera, y crece paralelamente a la cantidad de ácido añadido. No ocurre así enla sangre, que admite cantidades del mismo ácido, notablemente mayores,sin que la concentración de hidrogeniones aumente de una manera apreciable.


Mecanismo de la acción amortiguadora

Supongamos un amortiguador constituido de ácido acético y acetato de sodio. El ácido
estará parcialmente disociado estableciendo un equilibrio entre las partículas de ácido sin
disociar los iones hidrógenos y los iones de base conjugada. El acetato de sodio, como
todas las sales, estádisociado completamente y, por esta causa, el ión acetato procedente de la sal desplaza el equilibrio hacia la formación de ácido, disminuyendo la concentración de hidrogeniones libres. La presencia conjunta de la sal y el ácido hace decrecer la acidez libre. Si las cantidades de sal y ácido son del mismo orden de magnitud, la concentración deiones hidrógenos se regulará por la reacción deequilibrio del ácido, es decir
CH3-COOH ↔ CH3-COO - + H+

Si añadimos al sistema un ácido fuerte, por ejemplo ácido clorhídrico, se produce un
aumento instantáneo de la concentración de iones hidrógenos, los cuales son neutralizados por la base conjugada del ácido liberando así, una cantidad equivalente de ácido débil.
Si añadimos al sistema una base fuerte, por ejemplo hidróxido de sodio, los ioneshidroxilos consumen rápidamente iones hidrógenos del sistema para formar agua, lo que provoca la transformación de una parte del ácido acético libre en acetato que es una base menos fuerte que el hidróxido de sodio.
La utilidad de las mezclas amortiguadoras en la regulación del equilibrio ácido-base del
plasma sanguíneo, estriba precisamente en la posibilidad de mantener la concentración de ioneshidrógeno dentro de límites estrechos, que con razón puede considerarse invariable.

El pH se puede mantener muy aproximadamente al nivel que convenga, escogiendo las
mezclas adecuadas. Por un ejemplo, con un determinado amortiguador el pH de una cierta reacción puede ser tres, y con otro amortiguador la misma reacción se puede estudiar a pH ocho.

Ecuación de Henderson-Hasselbach

La Ecuación deHenderson-Hasselbach permite calcular el pH de una mezcla
amortiguadora conociendo su composición. En su deducción, para un amortiguador
compuesto de un ácido débil y una sal de su base conjugada, se considera que la
concentración de ácido libre es aproximadamente igual a la del ácido total, y la
concentración del ión base conjugada coincide con la concentración de la sal. Con ello,

La Ecuación deHenderson-Hasselbach expresa que el pH de una solución amortiguadora secalcula sumando al pK del ácido, el logaritmo de la relación concentración de sal /concentración de ácido, es decir

pH = pKa + log [sal]

De acuerdo con todo lo anterior, el pKa de un ácido débil se puede definir como el pH del sistema amortiguador que resultaría al añadirle una cantidad equimolar de una sal fuerte del mismo...