Soluciones Amortiguadoras

Introducción

Una solución amortiguadora (Buffer o Tampón) es capaz de resistir cambios de pH cuando

pequeñas cantidades de acido o base son agregadas ala solución. Por ejemplo, cuando 0.01

moles de acido fuerte y base fuerte son adicionadosa agua destilada, el pH desciende a 2 con el

acido y aumenta a 12 con la base. Si la misma cantidad de acido o base son adicionados a una

solución amortiguadora formada por acido acético – acetato de sodio, el pH puede variar

solamente en una fracción de unidad.

La regulación del pH es importante en muchas reacciones químicas, como asi también en el control

de procesos metabolicos dentro de nuestro organismo. Asi encontramos que la sangre de nuestro

organismo se encuentra regulada a un pH 7,4.

Notables variaciones de dicho valor pueden causar enfermedades e incluso la muerte, debido a

que afecta los procesos bioquímicos que ocurren en dicho fluido.

Una solución amortiguadora requiere dos especies. Una es capaz de reaccionar exclusivamente

con OH

-

y la otra con H

3

O. Estas soluciones so forman por la combinación deun acido débil y una

sal derivada de este ( acido acético /acetato de sodio ) o por una base débil y una sal derivada

( amoniaco/cloruro de amonio).

Debido a que las soluciones amortiguadoras presentan efectos de ion común, es posible aplicar las

ecuaciones de Henderson – hasselbach con la finalidad de prepararlas:

- Ph=pHa – log [base conjugada(sal)]

[acido debil]

La capacidad amortiguadora es una medida de la resistencia a los cambios de Ph de una solución

amortiguadora cuando un acido o una base son agregados a esta. Este parámetro es expresado

como los moles de acidos o base necesarios para cambiar el Ph de un litro de una solución

reguladora en una unidad. Mientras mas grande el valor de , mayor la resistencia de la solución

amortiguadora a cambios de Ph

β=(moles de OH

-

o H

3O adicionados)

(cambios de Ph)(volumen de buffer en L)

En este laboratorio, la ecuación de Henderson- Hasselbalch será usada para determinar la

cantidad del par base conjugada -. Acido débil necesario para producir una solución amortiguada a

Ph fisiológico.

Fundamento teórico

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. Los mas sencillos están formados por mezclas binarias de un ácido débil y

una 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 regulación del 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 en

la 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, está disociado completamente y, por esta causa, el ión acetato procedente de

la sal desplaza el equilibrio hacia la formación deácido, 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 de

iones hidrógenos se regulará por la reacción de equilibrio del ácido, es decir

CH3-COOH ↔CH3-COO - + H+

Si añadimos al sistema un ácido fuerte, por ejemploácido 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 ejemplohidróxido de sodio, los iones hidroxilos

consumen rápidamente iones hidrógenos del sistema para formar agua, lo que provoca la

transformación de una parte del ácido acético libreen 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

iones hidrógeno 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 lamisma reacción se puede estudiar a pH

ocho.

Propiedades de los amortiguadores

1. El pH de una solución amortiguadora depende de la naturaleza del ácido débil que la

integra, es decir del pKa del ácido.

2. El pH de un sistema amortiguador depende de la proporción relativa entre la sal y el

ácido, pero no de

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